En undersökning av kognitiva och sensorimotoriska processer hos patienter med epilepsi

Det övergripande målet med detta projekt är att bättre förstå mikrofysiologin för mänsklig epilepsi och kognition med hjälp av iEEG, elektrisk hjärnstimulering, fMRI och histologi.

Specifikt MÅL 1: Kartläggning av kognitiva nätverk med hjälp av intrakraniella elektroder, funktionell magnetisk resonanstomografi och kognitiva uppgifter. För att identifiera hjärnområden och mekanismer involverade i kognitiv funktion kommer vi att be deltagarna att utföra uppgifter medan deras hjärnaktivitet mäts med intrakraniella elektroder eller funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI).

Specifikt MÅL 2: Använda mikroelektroder för att bättre förstå mekanismerna för anfallsuppkomst och spridning. Vi kommer att använda mikroelektroder för att mäta aktivitet inom enstaka neuroner, data som gör det möjligt för oss att reta isär inkommande och utgående aktivitet till ett hjärnområde.

Specifikt MÅL 3: Använda makroskala mått på hjärnanslutning för att kartlägga funktionella och epileptogena hjärnområden. Vi kommer att mäta anslutning mellan makroskala hjärnregioner via olika tekniker: diffusionstensoravbildning (DTI), fMRI, kortiko-kortikala framkallade potentialer (CCEP) och intrakraniell elektrofysiologi. Vi tror att epileptogena och funktionella regioner kommer att vara ömsesidigt segregerade av deras anslutningsmönster.

Specifikt MÅL 4: Använda EEG/iEEG-källalokalisering för att bättre identifiera källorna till epileptiform aktivitet. Vi kommer att konstruera modeller av deltagarnas huvuden via MRI och CT, vilket potentiellt kommer att tillåta oss att lokalisera de neurala generatorerna av EEG- och iEEG-inspelningar.

Specifikt MÅL 5: Undersöka effekterna av transkraniell elektrisk stimulering (tES) på kortikal excitabilitet och kognitiv funktion. Vi kommer att tillämpa tES på epileptogena och funktionella hjärnregioner och utvärdera effekterna av denna stimulering på mikroelektrodinspelningar, CCEPs och kognitiva uppgifter.

Specifikt MÅL 6: Studera lokal anslutning av epileptisk hjärnvävnad med histologi. Vi kommer att reservera en liten del av resekerad hjärnvävnad från patienter som har genomgått kirurgisk resektion för histologisk analys för att bättre förstå förändrade mönster av neurala anslutningar vid epilepsi.