Mapeamento cerebral funcional para pacientes com epilepsia

Determinaremos a utilidade de uma nova técnica de mapeamento cerebral para avaliação pré-cirúrgica de epilepsia, conhecida como 'tratografia dinâmica de seis dimensões (6D)'. Este programa inovador anima as rápidas propagações neurais ao longo de tratos de substância branca 3D definidos por ressonância magnética que conectam regiões que suportam funções cognitivas. Especificamente, ele usará alta atividade gama relacionada a eventos para localizar as regiões que suportam funções linguísticas específicas e calcular a velocidade e a força das propagações neurais com base na latência e amplitude das respostas neurais iniciais à estimulação elétrica de pulso único. Esperamos que considerar tanto o efeito negativo dos tratos de substância branca danificados quanto o efeito positivo do controle de convulsões ajude a otimizar o desempenho do modelo na previsão dos resultados pós-operatórios da linguagem; isso será feito incorporando a tractografia dinâmica 6D e biomarcadores objetivos de epilepsia, incluindo oscilações espontâneas de alta frequência (HFOs) acopladas a ondas lentas, em nosso modelo preditivo. Ao também identificar e considerar o aumento fisiológico de alta gama estritamente bloqueado no tempo para estímulos e comportamentos, nossa análise EEG intracraniana inovadora distinguirá melhor os HFOs patológicos que ocorrem aleatoriamente. Outro avanço significativo fornecido por nosso modelo é sua independência do mapeamento de estimulação elétrica convencional, que pode provocar convulsões de forma aguda e não localizar satisfatoriamente áreas de linguagem em determinados subconjuntos de pacientes. Além disso, este projeto usará a tractografia dinâmica 6D para fornecer um modelo neurobiológico explícito da dinâmica da rede de linguagem, permitindo-nos separar as vias específicas originárias dos córtices do lobo temporal que suportam a recuperação lexical de domínios auditivos ou visuais. Nosso projeto anterior indicou que as fibras do fascículo arqueado suportam a transferência direta de representações lexicais de sentenças auditivas. Vamos agora determinar se as representações lexicais de objetos visuais também são transferidas através do fascículo arqueado ou outros, incluindo o fascículo fusiforme-parietal. Para atingir esses objetivos, este projeto recrutará prospectivamente uma nova coorte de 80 pacientes com epilepsia - faixa etária: 0,5 a 21 anos - submetidos a registro de EEG intracraniano extraoperatório e subsequente cirurgia de ressecção. Por fim, determinaremos se o cérebro humano cria e fortalece parcelamentos funcionais relacionados à linguagem ao longo do desenvolvimento. Tem sido sugerido que o cérebro adulto ativa eficientemente o giro temporal superior posterior (STG) apenas durante o início do som para decodificar o limite entre os sons. Em contraste, o STG anterior mostra ativação sustentada durante um estímulo auditivo para codificar as características fonéticas. Veremos se tal parcelamento funcional é mais evidente em indivíduos mais velhos, cujos cérebros são mais desenvolvidos. Ao fornecer hipóteses com foco em regiões específicas do cérebro, realizaremos todas as análises propostas no nível do cérebro inteiro. Disponibilizaremos todos os dados e códigos publicamente para facilitar a validação e implementação externa.