Архитектура сна и внутренняя колебательная и сетевая связь в когнитивной и исполнительной дисфункции при TLE

Эпилепсия височных долей (ВЭЛ) характеризуется нарушением активности нейронной сети и приступами с началом в височной доле. Люди с височной эпилепсией испытывают изнурительные заболевания и медицинские состояния, включая нарушение сна и когнитивный дефицит, которые ухудшают повседневную активность и качество жизни. Хотя эти состояния могут быть долгосрочными последствиями повторяющихся приступов и приема противосудорожных препаратов, исследования показывают, что эти состояния могут возникать до первого распознанного приступа и со временем ухудшаться, даже при успешном лечении приступов. Это говорит о том, что ранние аномалии нейронной сети могут лежать в основе развития приступов, одновременно нарушая сон и когнитивное развитие, даже до дополнительных эффектов длительного заболевания и лечения. Люди с височной эпилепсией испытывают нарушения сна, что ухудшает консолидацию памяти и устойчивое внимание, оба из которых скомпрометированы при височной эпилепсии. Выдающаяся, но непроверенная гипотеза состоит в том, что активность нейронной сети, связанная с TLE, включая межприступные эпилептиформные разряды (IED), прерывает архитектуру сна с небыстрыми движениями глаз (NREM), мешая консолидации памяти и вниманию. Однако конкретные механизмы, с помощью которых аномальная активность нейронной сети способствует нарушению сна и когнитивных функций при височной эпилепсии, остаются неясными.

Пилотные данные показывают, что у пациентов с впервые выявленной ВКЭ наблюдаются когнитивные нарушения, связанные со сниженной активацией ключевых лобно-височных нейронных сетей, что измеряется функциональной магнитно-резонансной томографией (фМРТ) на основе задач, что положительно коррелирует с плохим сном. Эти новые и интересные результаты показывают, что характеристика паттернов архитектуры сна, которые способствуют менее эффективной когнитивной обработке при височной эпилепсии, имеет решающее значение для выявления поддающихся изменению биомаркеров сна и, в конечном итоге, для улучшения когнитивной функции у пациентов с височной эпилепсией.

Это исследование начнет устранять существующий пробел в знаниях, исследуя паттерны архитектуры сна при TLE, которые непосредственно способствуют когнитивному дефициту, используя как наблюдательный, так и интервенционный подход, исследующий механизмы. Во время NREM-сна медленноволновые колебания на электроэнцефалограмме (ЭЭГ) синхронизированы по фазе и связаны с колебаниями веретена сна (SW-SSO), что способствует консолидации памяти и потенциально улучшает внимание. При TLE неупорядоченные сети, приводящие к СВУ и судорогам, могут способствовать изменению связи SW-SSO во время сна, что приводит к дефициту памяти и внимания. Было продемонстрировано, что одна ночь акустической стимуляции (AS) улучшает когнитивные функции и усиливает связь SW-SSO у здоровых взрослых, но не изучалась при TLE. Центральная гипотеза этого исследования заключается в том, что неупорядоченные сети у пациентов с недавно диагностированной височной эпилепсией приводят к изменению режима сна, нарушению консолидации памяти и внимания. Это исследование проверит эту гипотезу путем: (1) характеристики паттернов сна TLE с использованием вычислительной ЭЭГ - плотности веретен сна, мощности медленных волн, IED и связи SW-SSO, (2) связывая эти изменения архитектуры сна, связанные с TLE, с когнитивной обработкой; (3) определение, усиливает ли AS связь SW-SSO в TLE; и (4) определить, улучшает ли АС память и внимание у молодых людей с височной эпилепсией.

Во-первых, мы охарактеризуем паттерны архитектуры сна в TLE и определим связь с когнитивной обработкой. Пациенты с новым началом TLE и здоровые контрольные пациенты будут проходить одну ночь сна под ЭЭГ-мониторингом кожи головы, чтобы охарактеризовать плотность веретена сна, мощность медленных волн, IED и связь SW-SSO (т. Е. Фазовую синхронизацию).

Гипотеза: по сравнению с контрольной группой у пациентов с височной эпилепсией будут проявляться СВУ, а также сниженная плотность веретен сна и мощность медленных волн с уменьшенной связью SW-SSO. На следующее утро я буду использовать фМРТ для мониторинга активации сети, поскольку участники выполняют задачу на внимание и декларативную память, изученную накануне вечером.

Гипотеза: по сравнению с контрольной группой снижение связи SW-SSO во время сна у пациентов с височной эпилепсией будет связано с уменьшением активации фМРТ на основе задач, а также с ухудшением памяти и внимания.

Затем в исследовании будет определено влияние АС на паттерны архитектуры сна и когнитивную обработку при TLE. Пациентам с впервые выявленным TLE будет случайным образом назначена стимуляция AS или SHAM в качестве начального состояния в перекрестном дизайне, и им будет проведена ночь сна с ЭЭГ-контролем кожи головы в каждом состоянии, разделенном по крайней мере одной неделей.

Гипотеза: AS будет демонстрировать более высокий уровень связи SW-SSO по сравнению с SHAM. На следующее утро я буду использовать фМРТ для мониторинга активации сети, поскольку участники выполняют задачу на внимание и декларативную память, изученную накануне вечером.

Гипотеза: по сравнению с SHAM, AS будет демонстрировать повышенную активацию фМРТ на основе задач, а также улучшение памяти и внимания.