Las oscilaciones rápidas de ondas cerebrales identifican y localizan el cerebro epiléptico
Delineación no invasiva del tejido epiléptico mediante oscilaciones de alta frecuencia montadas en puntas epileptiformes. Crédito: Facultad de Ingeniería, Universidad Carnegie Mellon
El equipo del profesor Bin He en la Universidad Carnegie Mellon, en colaboración con la Clínica Mayo, descubrió que las oscilaciones rápidas en la electroencefalografía registrada en el cuero cabelludo pueden identificar los tejidos cerebrales responsables de los ataques epilépticos. La investigación colaborativa, publicada recientemente en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), aprovecha la tecnología EEG no invasiva junto con el desarrollo de un novedoso algoritmo de aprendizaje automático para identificar y delinear automáticamente oscilaciones de alta frecuencia y picos epileptiformes concurrentes, un vínculo clave relacionado con la epilepsia. En un futuro cercano, estos hallazgos pueden aprovecharse para repensar las opciones de imagen y tratamiento para los pacientes con epilepsia.
Más de 70 millones de personas en todo el mundo padecen epilepsia, uno de los trastornos neurológicos más comunes. Para las personas con epilepsia, la actividad cerebral se vuelve anormal, causando convulsiones o comportamiento inusual, sensaciones y, a veces, pérdida de la conciencia. La condición incurable afecta a hombres y mujeres de todas las edades, razas y orígenes étnicos.
Si bien la medicación es una opción de tratamiento eficaz para algunos, casi un tercio de los pacientes epilépticos no responden bien a la medicación. Muchos de estos pacientes se someten a la extirpación quirúrgica de los tejidos epilépticos para detener las convulsiones, si tales focos epilépticos pueden identificarse en el cerebro y eliminarse de manera segura. El proceso clínico de referencia para observar y localizar la actividad cerebral epileptogénica, conocido como electroencefalografía intracraneal (iEEG), es invasivo e implica perforar orificios en el cráneo o extraer una parte del cráneo para colocar electrodos en el cerebro. Además, la grabación de iEEG también requiere mucho tiempo, ya que dura de días a semanas, hasta que se produce una convulsión espontánea y se puede monitorear.
Las imágenes de fuentes electrofisiológicas de oscilaciones patológicas de alta frecuencia superan las imágenes de picos convencionales. Crédito: Facultad de Ingeniería, Universidad Carnegie Mellon
Nueva investigación pionera dirigida por Bin He, profesor de ingeniería biomédica en la Universidad Carnegie Mellon, en colaboración con la Clínica Mayo, combina la aplicación clínica y la innovación en ingeniería para presentar un método seguro, no invasivo y de bajo costo. -opción de imagen más rápida y efectiva para pacientes con epilepsia.
Otros investigadores han intentado estudios de EEG no invasivos; sin embargo, el trabajo de He es único en el sentido de que descubre y registra automáticamente un vínculo novedoso entre las oscilaciones de alta frecuencia (HFO) y los picos epileptiformes. El enlace, a su vez, identifica un biomarcador único mediante el cual se puede delinear y localizar el cerebro epileptogénico, lo que ofrece medios extremadamente deseables para el manejo no invasivo de la epilepsia, además de ayudar con las opciones de tratamiento.
«Over the años, los HFO se han identificado como un biomarcador prometedor para localizar tejidos cerebrales epileptogénicos y potencialmente guiar la neurocirugía correlacionada con el origen de las convulsiones», explicó He. «Existen desafíos en el sentido de que existen HFO tanto fisiológicos como patológicos. Solo los HFO patológicos están etiquetados con epilepsia y son útiles para el uso clínico y, lamentablemente, diferenciar entre los dos es muy complicado utilizando las prácticas y los métodos actuales. y evidencia de imágenes de origen de que los HFO patológicos pueden identificarse por la concurrencia de HFO y picos epileptiformes, todos registrados de forma no invasiva sobre el cuero cabelludo».
Identificación no supervisada de oscilaciones de alta frecuencia que ocurren simultáneamente con picos epileptiformes. Crédito: Facultad de Ingeniería, Universidad Carnegie Mellon
El estudio colaborativo de He observó y registró a 25 pacientes con epilepsia temporal. Usando una tecnología novedosa, el grupo pudo identificar automáticamente los HFO registrados en el cuero cabelludo que coinciden constantemente con picos epileptiformes y localizar las fuentes corticales correspondientes que generan estos eventos utilizando técnicas de imágenes de fuentes. En conjunto, también validaron aún más el valor clínico de usar los HFO patológicos identificados para determinar los tejidos epilépticos subyacentes responsables de generar convulsiones, en comparación con los hallazgos clínicos definidos por los epileptólogos y los resultados quirúrgicos en los pacientes. Los resultados de He demostraron un rendimiento significativamente mejorado del nuevo método en comparación con el método convencional de obtención de imágenes de picos.
Al cerrar el círculo, estos hallazgos sugieren que los HFO y los picos simultáneos discriminan recíprocamente las actividades patológicas, lo que proporciona una herramienta de traducción para procedimientos prequirúrgicos no invasivos. diagnóstico y evaluación posquirúrgica en pacientes epilépticos vulnerables.
«Esta tecnología, si avanza a hospitales y centros médicos, podría cambiar la vida», dijo He. «Es completamente seguro y no invasivo, y ocurre en un período de tiempo mucho más corto. Es un desarrollo verdaderamente emocionante que trae consigo importantes implicaciones sociales y financieras».
Mirando hacia el futuro, el deseo es expandir la clínica estudios y validación en más pacientes, con el objetivo final de que la tecnología se adopte en todo el mundo, en toda la industria de la salud.
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Los científicos desarrollan una técnica de neuromodulación por ultrasonido no invasiva Más información: Zhengxiang Cai et al, Oscilaciones no invasivas de alta frecuencia montando picos delinean fuentes epileptógenas, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2021) ). DOI: 10.1073/pnas.2011130118 Información de la revista: Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias
Proporcionado por la Universidad Carnegie Mellon Cita: Oscilaciones rápidas de ondas cerebrales identifican y localizan el cerebro epiléptico (21 de abril de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-04-fast-brainwave-oscillations-localize-epileptic.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.