Frequenzdynamik epileptischer Netzwerke: Eine systemneurophysiologische Funktionsanalyse
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Hauptziel der Studie war die Untersuchung nieder- und hochfrequenter Oszillationen in EEG und MEG als nicht-invasive Surrogatmarker für Lokalisation und Verständnis epileptischer Netzwerke. Dabei wurden invasive EEG-, sowie nicht-invasive Oberflächen-EEG und MEG-Daten von Patienten mit pharmakoresistenten, fokalen Epilepsien aufgezeichnet. Das Ziel der Auswertung war die Detektion der Signale, sowie deren Lokalisation. Die Ergebnisse sollten mit anderen klinischen Befunden der prächirurgischen Diagnostik, sowie dem Anfallsoutcome nach Operation verglichen werden. Weiterhin wurde ein quantitativer Vergleich mit der Norm durchgeführt, ermittelt aus Daten von gesunden Probanden. Es konnte gezeigt werden, dass nicht-invasiv insbesondere Aktivität im High-Gamma-Bereich (ca. 50-100Hz) detektiert und für die Lokalisation des epileptischen Netzwerks verwendet werden kann. Epileptische Oszillationen in höheren Frequenzbereichen konnten nicht-invasiv nicht robust nachgewiesen und analysiert werden. Die High-Gamma-Analyse konnte jedoch in artefaktarmen Datensätzen automatisiert durchgeführt werden, was einen potentiellen Fortschritt für die klinische Praxis verspricht. Weiterhin konnte nachgewiesen werden, dass Aktivität in niedrigen Frequenzbändern (Delta und Infraslow) potentiell für die Fokuslokalisation eingesetzt werden könnten. Die Quantität fokaler Deltaaktivität erlaubte im untersuchten Kollektiv anfallsfreie Patienten von solchen zu unterscheiden, die nach einem epilepsiechirurgischen Eingriff an erneuten oder weiter auftretenden Anfällen litten. Die dabei nachgewiesene Erhöhung fokaler Deltaaktivität war konkordant mit der Lokalisation des epileptischen Netzwerks. Im Vergleich zu gesunden Kontrollen wiesen auch postoperativ anfallsfreie Patienten ein erhöhtes fokales Delta auf. Fragen zum Zeitverlauf, zum Vergleich zwischen prä- und postoperativem Delta, wie auch insbesondere als Verlaufsmarker wieder auftretender Anfälle sollte in Folgeprojekten weiter untersucht werden. Für Infraslow-Aktivität unter ca. 0,1-0,5Hz konnte gezeigt werden, dass diese mehrere Sekunden vor einem Anfall auftreten kann. Die Konkordanz mit dem Anfallsursprung bzw. der Propagation der Aktivität könnte einen Einsatz für die Fokuslokalisation ermöglichen. Zusammenfassend bieten nicht-invasive Frequenz-basierte Verfahren neue Möglichkeiten für die Fokuslokalisation im Rahmen der Epilepsiechirurgie fokaler Epilepsien. Die Übertragung in die klinische Praxis erfordert jedoch weitere klinische und methodische Evaluation.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Ictal onset baseline shifts and infraslow activity. J Clin Neurophysiol. 2012 Aug;29(4):291-7
Rampp S, Stefan H
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Epileptic neuronal networks: methods of identification and clinical relevance. Front Neurol 2013 Mar;4:1-15
Stefan H, Lopes da Silva FH
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Clinical relevance of source location in frontal lobe epilepsy and prediction of postoperative long-term outcome. Seizure. 2014 Aug;23(7):553-9
Mu J and Rampp S, Carrette E, Roessler K, Sommer B, Schmitt FC, De Tiège X, Hamer H, Boon P, Pauli E, Bluemcke I, Zhou D, Buchfelder M, Stefan H
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Etomidate activates epileptic high frequency oscillations. Clin Neurophysiol. 2014 Feb;125(2):223-30
Rampp S, Schmitt HJ, Heers M, Schönherr M, Schmitt FC, Hopfengärtner R, Stefan H
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Direct current shifts, high frequency oscillations and the epileptogenic zone. Clin Neurophysiol. 2015 Jan;126(1):2-4
Rampp S.
