Opis projektu
Zastosowanie drgań wysokiej częstotliwości w leczeniu napadów padaczki
Padaczka jest czwartą najczęściej występującą chorobą neurologiczną. Charakteryzuje się występowaniem niemożliwych do przewidzenia napadów. Choć przy pomocy operacji mózgu można wyleczyć pacjenta z napadów, zabieg ten jest skomplikowany i często się nie udaje. W ramach finansowanego przez UE projektu Epilepsy_Core zbadane zostaną drgania o wysokiej częstotliwości (ang. high-frequency oscillations, HFO), będące nowymi markerami dla centrum padaczki ogniskowej, które można uwidocznić dzięki długoterminowemu monitorowaniu przy pomocy inwazyjnej elektroencefalografii (EEG). W szczególności zespół projektu postara się odkryć (w mikroskali) wygląd sygnału EEG o wysokiej częstotliwości uzyskiwanego dla zniekształconej kory mózgowej. Do wprowadzenia innowacji w zakresie zapisu śródoperacyjnego i analizy sygnału zostaną wykorzystane trzy makroskalowe przesłanki sygnalizujące nadejście napadu i wytworzenie HFO. Projekt zakłada również przetestowanie rozwiązań technicznych i optymalizację analiz dzięki nadzorowanemu uczeniu się maszyn. W ramach projektu przeanalizowane zostaną także dane z 200 nieprecyzyjnych zabiegów mózgu o różnych poziomach epileptogenności i upośledzenia funkcji poznawczych.
Cel
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.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
3584 CX Utrecht
Niderlandy