Arquitetura do Sono e Oscilação Intrínseca e Conectividade de Rede na Cognição e Disfunção Executiva na ELT

A Epilepsia do Lobo Temporal (ELT) é caracterizada por atividade de rede neural desordenada e convulsões de início do lobo temporal. Indivíduos com ELT apresentam doenças e condições médicas debilitantes, incluindo distúrbios do sono e déficits cognitivos, que comprometem as atividades diárias e a qualidade de vida. Embora essas condições possam ser consequências de longo prazo de convulsões repetidas e medicamentos anticonvulsivantes, pesquisas demonstram que essas condições podem ocorrer antes da primeira convulsão reconhecida e piorar com o tempo, mesmo com o tratamento bem-sucedido das convulsões. Isso sugere que as anormalidades precoces da rede neural podem estar por trás do desenvolvimento de convulsões, ao mesmo tempo em que prejudicam o sono e o desenvolvimento cognitivo, mesmo antes dos efeitos adicionais de doenças e tratamentos de longo prazo. Indivíduos com ELT apresentam interrupção do sono, o que prejudica a consolidação da memória e a atenção sustentada, ambos comprometidos na ELT. Uma hipótese proeminente, ainda não testada, é que a atividade da rede neural relacionada à ELT, incluindo descargas epileptiformes interictais (IEDs), interrompe a arquitetura do sono sem movimento rápido dos olhos (NREM), interferindo na consolidação da memória e na atenção. No entanto, os mecanismos específicos pelos quais a atividade anormal da rede neural contribui para o sono desordenado e a cognição na ELT permanecem indefinidos.

Os dados do piloto demonstram que os pacientes com ELT de início recente exibem déficits cognitivos que estão ligados à ativação reduzida das principais redes neurais fronto-temporais, conforme medido pela ressonância magnética funcional baseada em tarefas (fMRI), que se correlaciona positivamente com o sono ruim. Essas descobertas novas e empolgantes sugerem que caracterizar os padrões de arquitetura do sono que contribuem para um processamento cognitivo menos eficaz na ELT é fundamental para identificar biomarcadores do sono modificáveis ​​e, por fim, melhorar a função cognitiva em pacientes com ELT.

Este estudo começará a abordar a lacuna existente no conhecimento, investigando os padrões de arquitetura do sono na ELT que contribuem diretamente para os déficits cognitivos, usando uma abordagem observacional e de sondagem de mecanismo. No sono NREM, as oscilações de ondas lentas no eletroencefalograma (EEG) são travadas em fase e acopladas às oscilações do fuso do sono (SW-SSO), o que facilita a consolidação da memória e potencialmente melhora a atenção. Na ELT, redes desordenadas que levam a IEDs e convulsões podem contribuir para o acoplamento SW-SSO alterado durante o sono, resultando em déficits de memória e atenção. Foi demonstrado que uma única noite de estimulação acústica (EA) melhora o desempenho cognitivo e melhora o acoplamento SW-SSO em adultos saudáveis, mas não foi estudado em ELT. A hipótese central para este estudo é que as redes desordenadas em pacientes com ELT recém-diagnosticados resultam em padrões de sono alterados, interrompendo a consolidação da memória e a atenção. Este estudo testará essa hipótese por: (1) caracterizar os padrões de sono ELT usando EEG computacional - densidade do fuso do sono, potência de onda lenta, IEDs e acoplamento SW-SSO, (2) vincular essas alterações da arquitetura do sono relacionadas ao ELT ao processamento cognitivo; (3) determinar se AS melhora o acoplamento SW-SSO em TLE; e (4) determinar se AS melhora a memória e a atenção em adultos jovens com ELT.

Primeiro, caracterizaremos os padrões de arquitetura do sono na ELT e determinaremos a relação com o processamento cognitivo. Pacientes com início recente de ELT e controles saudáveis ​​passarão por uma noite de sono monitorado por EEG do couro cabeludo para caracterizar a densidade do fuso do sono, potência de onda lenta, IEDs e acoplamento SW-SSO (ou seja, bloqueio de fase).

Hipótese: Em comparação com os controles, os pacientes com ELT exibirão IEDs, bem como densidade reduzida do fuso do sono e potência de onda lenta com acoplamento SW-SSO reduzido. Na manhã seguinte, usarei fMRI para monitorar a ativação da rede enquanto os participantes executam uma tarefa de atenção e recuperação de memória declarativa, aprendida na noite anterior.

Hipótese: Em comparação com os controles, o acoplamento SW-SSO reduzido durante o sono em pacientes com ELT será associado à ativação reduzida em fMRI baseada em tarefas, bem como memória e atenção mais fracas.

Em seguida, o estudo determinará o efeito do AS nos padrões de arquitetura do sono e no processamento cognitivo na ELT. Os pacientes com ELT de início recente serão designados aleatoriamente para estimulação AS ou SHAM como a condição inicial em um design cruzado e passarão por uma noite de sono monitorado por EEG do couro cabeludo em cada condição, separados por pelo menos uma semana.

Hipótese: AS exibirá maiores níveis de acoplamento SW-SSO em comparação com SHAM. Na manhã seguinte, usarei fMRI para monitorar a ativação da rede enquanto os participantes executam uma tarefa de atenção e recordação de memória declarativa aprendida na noite anterior.

Hipótese: Comparado ao SHAM, o AS mostrará ativação aumentada em fMRI baseada em tarefas e memória e atenção aprimoradas.