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为探究癫痫网络特性,研究人员对 4 例内侧颞叶癫痫(MTLE)患者研究,发现发作间期癫痫网络存在且与结构连接相关,或助提升手术疗效。
癫痫,这一古老而神秘的疾病,长期以来困扰着无数患者及其家庭。在过去的认知里,人们常将癫痫视为局部病灶引发的问题,认为只要精准定位并切除癫痫发作的起始区域,就能有效控制病情。然而现实却很残酷,即便进行了手术,仍有大约 50% 的患者在术后一年内出现癫痫复发,癫痫手术的效果似乎陷入了瓶颈。随着研究的不断深入,越来越多的证据表明,癫痫并非简单的局部疾病,而是一种复杂的网络紊乱疾病。癫痫发作就像一场大脑中的 “叛乱”,不再是个别 “士兵”(神经元)的 “闹事”,而是整个 “军队”(神经网络)的异常活动。但目前对于这些癫痫网络是仅在发作时出现,还是在发作间期也持续存在,科学界尚无定论。在此背景下,来自美国国立卫生研究院(NINDS)、马里兰大学医学院、耶鲁大学等机构的研究人员展开了一项极具意义的研究,相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员为了深入探究癫痫网络的奥秘,精心挑选了 4 例内侧颞叶癫痫(MTLE,这是最常见的一种局灶性癫痫,常与海马硬化相关)患者。这些患者均接受了切除性癫痫手术,在手术前还进行了神经监测,研究人员借此获取了宝贵的颅内脑电图(icEEG)记录。同时,研究人员利用扩散张量成像(DTI)技术,对正常健康成年人的大脑白质连接进行分析,以此作为对比参考。
研究人员运用了多种关键技术方法来开展研究。首先,通过对患者进行全面的术前评估,包括头皮脑电图(EEG)、磁共振成像(MRI)、氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描(FDG - PET)等非侵入性检查,初步确定癫痫病灶的可能位置。接着,在神经监测过程中,采用颅内脑电图(icEEG)技术,精准记录大脑神经元的电活动。为了量化大脑区域之间的功能连接,研究人员使用了幅度平方相干(MSC)分析方法,该方法可以衡量两个信号在不同频率下的线性相关性。此外,利用扩散张量成像(DTI)技术,研究人员能够了解大脑白质纤维束的结构连接情况,通过计算不同脑区之间白质纤维束的流线数量,来评估结构连接的强度。
下面来看看具体的研究结果:
- 发作间期癫痫区域间功能连接增强:研究人员通过对比癫痫发作传播区域(SOZ - SP)和控制区域(SOZ - control)的功能连接发现,在多个频谱带,如 δ(1 - 4Hz)、θ(4 - 8Hz)、α(8 - 13Hz)、β(13 - 30Hz)以及宽带(1 - 30Hz)中,癫痫传播区域之间的发作间期功能连接(FC)显著高于控制区域。这表明在发作间期,癫痫相关的大脑区域之间存在着更强的功能联系,仿佛这些区域在 “暗中勾结”,随时准备引发下一次癫痫发作,由此推测存在一个持续于发作间期的病理性癫痫网络。
- 癫痫传播区域间白质纤维束连接更强:研究人员发现,癫痫发作起始和传播区域之间的白质纤维束连接明显强于控制区域。而且,白质纤维束连接越强,癫痫传播的速度就越快。这意味着癫痫发作就像一场在大脑高速公路(白质纤维束)上的疯狂赛车,道路(白质纤维束连接)越好,赛车(癫痫发作)跑得就越快,揭示了结构连接在癫痫传播过程中起着重要作用。
- 功能连接与白质纤维束连接的关系:虽然功能连接(FC)和白质纤维束连接之间的正相关关系并不显著,但趋势上显示,幅度平方相干(MSC)比值越高,白质纤维束连接比值也越高,并且平均来看,更高的幅度平方相干(MSC)比值与更快的癫痫发作传播相关。这说明功能连接和结构连接之间可能存在着千丝万缕的联系,只是这种联系还需要更多研究来明确。
- 发作间期网络更强的患者预后更好:研究人员比较了不同患者的幅度平方相干(MSC)比值和国际抗癫痫联盟(ILAE)的预后分类后发现,在随访中癫痫控制效果最好(ILAE = 1)的患者,其幅度平方相干(MSC)比值明显高于其他患者。这提示手术破坏那些功能连接更强的发作间期癫痫网络,可能会提高患者术后无癫痫发作的几率。
综合上述研究结果,研究人员得出结论:癫痫网络不仅在癫痫发作时存在,在发作间期同样存在。并且,切除癫痫传播过程中高度连接的区域,对于实现术后癫痫无发作可能至关重要。这一研究成果为癫痫的治疗开辟了新的思路。从临床角度来看,医生在制定癫痫手术方案时,不能仅仅关注癫痫发作的起始区域,还应考虑整个癫痫网络中那些高度连接的关键节点。通过针对性地干预这些节点,有望提高癫痫手术的成功率,为患者带来更多康复的希望。然而,该研究也存在一些局限性,比如样本量较小,研究为回顾性研究,无法确定因果关系,且研究对象仅为内侧颞叶癫痫患者,对于其他类型癫痫的适用性有待进一步研究等。未来,研究人员计划扩大样本量,纳入更多类型的癫痫患者进行研究,进一步探索癫痫网络的形成机制以及基于网络的治疗策略,推动癫痫治疗领域的发展,让更多癫痫患者能够摆脱疾病的困扰。