"Cérebro Virtual" - Interpretação Baseada em Sinais Eletrofisiológicos na Epilepsia (VIBRATIONS)

A epilepsia é um importante distúrbio neurológico, afetando da ordem de 0,5 a 1% da população. É uma doença muito incapacitante, com alto impacto na qualidade de vida. Em grande parte dos casos, a medicação não consegue prevenir as convulsões; a remoção cirúrgica das regiões responsáveis ​​pelas convulsões é então a única forma de curar os pacientes. No entanto, os resultados dependem crucialmente do delineamento correto da zona epileptogênica.

Nesse contexto, a modelagem computacional, sob a forma de um “cérebro virtual” é uma ferramenta poderosa para investigar o impacto de diferentes configurações das fontes nas medidas, em um ambiente bem controlado.

Neste projeto, serão oferecidos aos participantes a simulação de forma biologicamente realista dos campos MEG (Magnetoencefalografia) e EEG (Eletroencefalografia) produzidos por diferentes configurações de fontes cerebrais, que se diferenciarão em termos de características espaciais e dinâmicas. A hipótese de pesquisa é que modelos computacionais e biofísicos podem trazer informações cruciais para interpretar clinicamente os sinais medidos por MEG e EEG. Em particular, a hipótese pode ajudar a abordar com eficiência algumas questões complementares enfrentadas pelos epileptologistas ao analisar dados eletrofisiológicos.

A estratégia será tripla:

i) Construir um modelo cerebral virtual com aspectos dinâmicos (reproduzindo alterações de hiperexcitabilidade e hipersincronização observadas no cérebro epiléptico) e uma geometria realista baseada em medidas de tractografia reais realizadas em pacientes ii) Explorar o espaço de parâmetros por meio de simulações em larga escala de configurações de fonte , usando computação paralela implementada em um cluster de computadores.

iii) Confrontar os resultados destas simulações com registos simultâneos de EEG, MEG e EEG intracerebral (EEG estereotáxico, estereoelectroencefalografia (SEEG)). Os modelos serão sintonizados em sinais SEEG e testados em relação aos sinais de superfície para validar a capacidade dos modelos de representar sinais reais de MEG e EEG.

O projeto constitui um esforço translacional da neurociência teórica e da matemática para a investigação clínica. Um primeiro resultado do projeto será um banco de dados de simulações, que permitirá em uma dada situação avaliar o número de configurações que poderiam ter dado origem aos sinais observados em EEG, MEG e SEEG. Um segundo - e importante - resultado do projeto será dar ao clínico acesso a uma plataforma de software que permitirá testar possíveis configurações de regiões hiperexcitáveis ​​de maneira amigável. Além disso, exemplos representativos serão disponibilizados à comunidade por meio de um website, o que permitirá sua utilização em estudos futuros visando confrontar os resultados de diferentes métodos de processamento de sinal sobre os mesmos dados de 'ground truth'.