Projektbeschreibung
Eine nähere Betrachtung von Hochfrequenzoszillationen als Therapiemöglichkeit bei Krampfanfällen
Epilepsie ist durch unvorhersehbare Krampfanfälle gekennzeichnet und zählt zu den häufigsten neurologischen Erkrankungen weltweit. Eine Hirnoperation kann epileptische Anfälle heilen, ist jedoch äußerst komplex und oft nicht erfolgreich. Das EU-finanzierte Projekt Epilepsy_Core wird in diesem Zusammenhang Hochfrequenzoszillationen (HFO) erforschen. Diese zählen zu den neuen Markern für fokale Epilepsie und wurden durch invasive Langzeit-Elektroenzephalografie (EEG) entdeckt. Insbesondere möchte Epilepsy_Core die unmittelbare hochfrequente EEG-Reflexion der veränderten Hirnrinde auf der Mikroebene aufdecken. Anhand von drei Signalfaktoren für epileptische Anfälle auf Makroebene sowie mittels HFO-Erzeugung werden die Forschenden die intraoperative Aufzeichnung und Signalanalyse grundlegend neu auslegen. Das Projekt wird technische Lösungen testen und Analysen mithilfe von überwachtem Maschinenlernen optimieren. Darüber hinaus werden die Forschenden Daten aus 200 nicht-navigierten hirnchirugischen Eingriffen bei unterschiedlichen Schweregraden von Epileptogenität und kognitiver Beeinträchtigung prüfen.
Ziel
Epilepsy burdens 1% of the population. Brain surgery can cure seizures and stop cognitive decline, but it is complex and often unsuccessful. I aim to advance cure from epileptic brain disease radically by 1) pinpointing the core of epilepsy and 2) understanding the effects on normal brain functioning.
High-frequency oscillations (HFOs) are novel markers of the core of focal epilepsy, discovered in long-term invasive EEG. I initiated direct HFO-based guidance of epilepsy surgery with intra-operative invasive electrodes. However, HFOs still appear stochastic epiphenomena. Therefore, I will now uncover the direct microlevel high-frequency EEG reflection of the distorted cortex. I will use three macrolevel signal prerequisites for seizure and HFO generation to innovate intra-operative recording and signal analysis: susceptible (evoke with long-distance electrical stimulation; cross-frequency coupling), sudden (low-noise adhesive electrodes; auto-regression) & spreading (high-density recordings; functional connectivity). I will pilot test technical solutions and optimize analyses with supervised machine learning based on pivotal epileptogenic versus healthy tissue and on postsurgical outcomes.
Next, I will explore the broad effect of epileptic on physiological high frequency brain activity taking cognitive performance as epitome, especially in people without seizures.
Current electrocorticography data come from limited, diverse and complex cases with no gold standards for diseased and normal cortex. I will therefore obtain data from 200 otherwise unguided brain surgeries with different levels of epileptogenicity and cognitive impairment: highly epileptogenic tumors (simple), gliomas (many) and meningiomas which compress healthy brain (uniform; partly without seizures).
I will integrate techniques in a neurosurgical real-time recording and projecting device that simplifies finding and removing epileptogenic tissue to stop the distorting effect in focal brain disorders.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
3584 CX Utrecht
Niederlande