Överbrygga hjärnans struktur och funktion genom att korrelera strukturell anslutning, kortiko-kortikal överföring och direkt elektrostimulering

Att klargöra hjärnans struktur-funktionsförhållande är en av de viktigaste öppna frågorna inom neurovetenskap. Möjligheterna hos diffusions-MRI-baserade (dMRI) tekniker för att kvantifiera anslutningsstyrkan mellan hjärnområden, nämligen strukturell anslutning (SC), i kombination med modaliteter som elektroencefalografi (EEG) för att kvantifiera hjärnans funktion har möjliggjort framsteg inom detta område. Hittills har dock det faktiska förhållandet mellan SC-mått och mått på informationstransport mellan neuronala fläckar inte fastställts. I detta projekt syftar vi till att etablera ett samband mellan dMRI SC-mått, direkta mätningar av elektriska egenskaper hos den mänskliga hjärnbarken erhållen med elektrokortikografi (ECoG), och respons framkallad av direkt elektrostimulering av hjärnan (DES). Tio patienter som opereras vid vaken operation för borttagning av hjärntumör kommer att inkluderas. Först kommer en dMRI att förvärvas före operationen, för att extrahera SC-index genom probabilistisk traktografi. Därefter kommer intrakirurgiska kortiko-kortikala elektriska mätningar att erhållas med ECoG-elektroder placerade på de fördefinierade kortikala avslutningarna av de avsedda buntarna. Dessa åtgärder kommer att korreleras till funktionella svar som erhålls under kortikal kartografi, enligt den vanliga DES-proceduren. Resultaten av detta multimodala tillvägagångssätt som kombinerar struktur- och funktionsutforskningar av hjärnan bör hjälpa till att belysa sambandet mellan icke-invasiva (dMRI) SC-mått och kortiko-kortikala transmissionsegenskaper (fördröjningar, överföringsfunktioner), och bör öka förståelsen för kognitiv funktion samt neurokirurgisk planering för behandling av patologier som hjärntumörresektion och läkemedelsresistent epilepsi.