Коннектика (connectomics) и эпилепсия

Консультации по вопросам оборудования, разбор пациентов, отзывы о мероприятиях, пожелания

Коннектика (connectomics) и эпилепсия

Сообщение Бедолага » Пн мар 13, 2017 3:19 pm

Современная нейронаука приходит к выводу, что большинство хронических заболеваний мозга носит в конечном итоге сетевую природу. Иначе говоря, практически при любом заболевании центрального происхождения всегда нарушается сетевая структура мозга: структурная или функциональная. Более того, структурная аномалия практически всегда приводит и к функциональной аномалии.

Все это верно и для эпилепсии, безусловно.

Сейчас появились доступные для клинициста инструменты, позволяющие исследовать структурные связи мозга: DTI (диффузионно-тензорная МРТ), функциональные связи: fMRI и продвинутые методы количественного анализа скальповой ЭЭГ.

Здесь хотел бы упомянуть некоторые программные работы, относящиеся к коннетике при эпилепсии:

Connectomics and epilepsy

by Engel et al

открытый источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4064674/

Вводы говорят сами за себя:

Epilepsy is ultimately a disorder of neuronal connections. The development of epilepsy (epileptogenesis), and the generation of spontaneous seizures (ictogenesis), are emergent properties of aberrant functional and structural connections between individual neurons to produce hypersynchrony, and large brain areas to permit propagation and the manifestation of clinical signs and symptoms. Elucidation of the networks responsible for epileptogenesis and ictogenesis at the whole brain and local circuit levels is now possible using techniques of MRI, electrophysiology, and chemical imaging. The new field of connectomics offers an unprecedented opportunity to delineate the structural and functional anatomy of diverse epilepsy conditions. Localizing the abnormalities responsible for epileptogenesis and ictogenesis, as well as behavioral comorbidities, in specific epilepsy syndromes, as well as in individual patients, will inform more effective surgical interventions, as well as future research into fundamental mechanisms, leading to novel therapies.


Connectomics and graph theory analyses: Novel insights into network abnormalities in epilepsy

by Gleichgerrcht et al

We discuss how connectomics may bring together pathophysiologic hypotheses from conceptual and basic models of epilepsy and in vivo biomarkers for clinical translational research. By providing neural network information unique to each individual, the field of connectomics may help to elucidate variability in clinical outcomes and open opportunities for personalized medicine approaches to epilepsy. Connectomics involves complex and rich data from each subject, thus collaborative efforts to enable the systematic and rigorous evaluation of this form of “big data” are paramount to leverage the full potential of this new approach.



Functional and structural brain networks in epilepsy: What have we learned?

by Diessen et al

Summary
Brain functioning is increasingly seen as a complex interplay of dynamic neural systems that rely on the integrity of structural and functional networks. Recent studies that have investigated functional and structural networks in epilepsy have revealed specific disruptions in connectivity and network topology and, consequently, have led to a shift from “focus” to “networks” in modern epilepsy research. Disruptions in these networks may be associated with cognitive and behavioral impairments often seen in patients with chronic epilepsy. In this review, we aim to provide an overview that would introduce the clinical neurologist and epileptologist to this new theoretical paradigm. We focus on the application of a theory, called “network analysis,” to characterize resting-state functional and structural networks and discuss current and future clinical applications of network analysis in patients with epilepsy.


А вот, например, типичная относительно свежая работы по коннектике эпилепсии, с продвинутым анализом ЭЭГ состояния покоя:

EEG Resting State Functional Connectivity Analysis in Children with Benign Epilepsy with Centrotemporal Spikes

by Adebimpe et al

открытый доступ: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4815534/

выводы:

In this study, we investigated abnormal patterns of resting-state EEG FC in BECTS patients using graph metrics in various frequency bands. Our results suggest that the functionality of brain networks in BECTS patients is altered, particularly in the α and β bands. Compared to healthy subjects, BECTS patients were characterized by widespread higher and lower phase synchronization values in the α and β bands, respectively.
In the θ and α bands, significantly lower global clustering coefficient and higher network degree and efficiency were observed in patients. In contrast, compared to controls, patients displayed significant lower global metrics in the β band. In the δ band, no significant differences in global graph metrics were observed between patients and controls.


Количество таких работ увеличивается экспоненциально, и было бы разумно, я считаю, на базе лаборатории приступить к подобного рода исследованиям, благо весь инструментарий на сегодня уже есть и доступен.


Помимо академического аспекта, такой анализ может иметь и очень большое практическое значение: например, можно оперативно контролировать динамику применения того или иного АЭПа, меняя схему лечения при необходимости, или объективно подтверждая нормализацию динамики работы мозга.

Например, если после назначения препарата, динамика изменения профиля функциональных связей не направлена к норме, или даже стала носить более аномальный характер, то очевидно, дальнейшие опыты с данным лекарством следует уже прекращать и начать вырабатывать другую схему лечения. На этом можно значительно сэкономить время и деньги пациента. Сделать подбор эффективной схемы терапии более зрячей.

Или вообще можно пытаться нормализовать выявленные релевантные отклонения степеней функциональных связей от нормальный методами нейроБОС.


С уважением,

Алексей
Благородный муж не инструмент (С)
Бедолага
 
Сообщения: 827
Зарегистрирован: Чт ноя 15, 2007 7:59 am

Re: Коннектика (connectomics) и эпилепсия

Сообщение Спасибо » Ср апр 04, 2018 2:45 pm

Замечательный пост и предложение.
Я за внедрение этой концепции в практику. Тем паче что это в мировой практике порядка мин 10 лет.

"можно оперативно контролировать динамику применения того или иного АЭПа, меняя схему лечения при необходимости, или объективно подтверждая нормализацию динамики работы мозга."
Интересно. Пока такого не попадалось на глаза.
Вопросы к этому:
- АЭП сам по себе скорее всего будет менять функциональную сторону нейросетей. Однако есть масса статей на эту тему, например с использованием фармакоФМРТ. Например топиромат тестировали.
- интересно насколько этот метод будет эффективнее чем дневник приступов?
- тут есть такое мнение что ежли 2 смены АЭПа не улучшают ситуацию, то надо рассматривать немедикаментозные пути. 2 АЭПа попробовать недолго - недолго относительно того времени сколько в настоящий момент пациенты висят на неэффективных АЭП либо проболжают перебирать АЭПы. Это все к тому - какова сегодняшняя клиническая потребность в этом методе? Предположим что смогли быстрее уснавливать что медикаменты не работают. Это сократит время до операции? Насколько это будет более эффективно в сравнении с повсеместным внерением правила - "2 АЭПа не помогли - думаем об опрации"? А если еще короче - какова нынешняя клиничнская потребность в результате который этот метод достигнет?
Спасибо
 
Сообщения: 17
Зарегистрирован: Пт сен 24, 2010 3:25 am

Re: Коннектика (connectomics) и эпилепсия

Сообщение Бедолага » Чт апр 05, 2018 12:58 pm

Привет, давненько не появлялись!

По существу поднятых вопросов: оценка состояния функциональных связей мозга не может быть проведена классическими методами анализа сырой ЭЭГ «на глаз», в то время,как на сегодня общепринятым становится мнение о том, что при любом функциональном заболевании страдают в первую очередь именно функциональные связи. Это первое преимущество метода анализа когерентности средствами qEEG перед методами классической эпилептологии.
Классическая эпилептология (неврология, психиатрия) просто слепа в этом отношении.

Второй момент: функциональные связи будут претерпевать изменения задолго до видимого изменения клинической картины. Пациент ещё даже ничего не почувствует, а топология функциональных связей уже будет меняться. И методами qEEG можно легко понять: куда пошла динамика: в сторону нормализации или, наоборот, в ещё более патологическое состояние. Кроме того, анализируя qEEG когерентности можно видеть пространственно локализованную динамику: какие конкретно связи куда меняются. Можно прогнозировать и функциональные последствия лечения, вплоть до когнитивных побочных эффектов. Часто у человека в ремиссии, без приступов на карте qEEG видны грубейшие отклонения от нормы как в мощностях спектра так и показателях когерентности. Это очень серьёзный показатель того, что мозг человека работает мягко говоря далеко от эффективного режима и что объективно у него дефицит различных познавательных и интеллектуальных функций. На qEEG это видно и методами нейробос может быть нормализовано, кстати.
Благородный муж не инструмент (С)
Бедолага
 
Сообщения: 827
Зарегистрирован: Чт ноя 15, 2007 7:59 am

Re: Коннектика (connectomics) и эпилепсия

Сообщение Спасибо » Вт июл 03, 2018 1:27 pm

"Привет, давненько не появлялись!"
:)
Привет! Да. Пропадаю потихоньку.

"оценка состояния функциональных связей мозга не может быть проведена классическими методами анализа сырой ЭЭГ «на глаз»"
По ней - оценке состояния функциональных связей мозга - сегодня почти никто и не диагностирует. В клинике стандартом остаются клинические проявления и аномалии=эпифеномены на ЭЭГ. Потому первым шагом на пути в клинику логично будет установление связи клиника<->функсвязи.

"общепринятым становится мнение о том, что при любом функциональном заболевании страдают в первую очередь именно функциональные связи"
что такое функциональное заболевание? эпилепсия туда относится? если да то какие типы эпилепсии?
Курица-яйцо? Посттравматическая эпилепсия - первичны нарушения ткани (морфология, анатомия) проявляющиеся в функциональных отклонениях на микроуровне (нейроны, субпопуляции), затем анатомических отклонениях на макроуровне и затем функциональных отклонениях на макроуровне (зоны коры).
Согласен что картина функциональных связей и ее динамика оч интересны. Пока только оч продвинутые эпилептологи-нейрофизиологи начинают смотреть на функциональные связи в клинических приложениях.

"Классическая эпилептология (неврология, психиатрия) просто слепа в этом отношении."
Я б несколько перефразировал - она пока не видит в этом смысла. Тут как раз место предложенной Вами работы - обоснованно указать на то что в этом есть смысл.

"функциональные связи будут претерпевать изменения задолго до видимого изменения клинической картины. Пациент ещё даже ничего не почувствует, а топология функциональных связей уже будет меняться."
Это логично, но медицина в идеале должна основываться на опубликованных свидетельствах. Я правильно понял, что таковые уже есть?

Мое мнение не изменилось - считаю предложенное направление работы перспективным и нужным для клинической практики.
Спасибо
 
Сообщения: 17
Зарегистрирован: Пт сен 24, 2010 3:25 am


Вернуться в Форум врачей ВЭЭГ и эпилептологов

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Google [Bot] и гости: 1

cron