局灶性癫痫中随时间变化的癫痫发作模式和神经网络连接性的可重复性

《Frontiers in Neurology》：Reproducibility of temporally evolving seizure patterns and network connectivity in focal epilepsy

癫痫发作期间致痫灶（EZ）、传播区（PZ）和非受累区（NIZ）的信号、功率谱及连接模式可重复性差异。研究14例药物难治性癫痫患者SEEG数据，发现ictal期EZ在delta、beta、gamma、ripple等频段的功率谱可重复性显著高于PZ和NIZ，且EZ-PZ间连接模式更稳定；pre-LVFA期EZ的beta频段功率谱及内部连接模式可重复性已能区分EZ与PZ。提示 EZ活动在多个频段及网络连接上具有跨发作一致性，为术中精准定位EZ提供新依据。

　　这项研究聚焦于癫痫发作期间以及发作前后的脑电图（SEEG）信号，旨在探索不同区域的信号重复性特征，以更准确地定位癫痫灶（EZ）并预测癫痫发作。研究涉及14名患有局灶性癫痫的患者，他们表现出低电压快活动（LVFA）的特征，并且在癫痫发作前存在节律性尖波或尖波簇。研究通过分析不同时间段（发作间期、LVFA前和发作期）的原始信号、功率谱以及连接模式的重复性，试图揭示这些特征在癫痫不同区域中的表现差异，包括癫痫灶（EZ）、传播区（PZ）和非受累区（NIZ）。

研究发现，在癫痫发作期（ictal period），EZ中的原始信号和功率谱在高频率（如伽马波和ripples）和低频率（如delta波）范围内表现出更高的重复性。这表明在癫痫发作过程中，EZ中的不同神经元群体活动具有一定的稳定性。相比之下，PZ中的信号重复性较低，说明其活动可能更加多变。这一发现支持了EZ作为癫痫起源核心区域的假设，即其活动模式在不同癫痫发作中保持一致，而PZ则可能更多地受到EZ活动的影响，从而表现出不同的动态特征。

此外，研究还发现，在LVFA发作前的阶段（pre-LVFA period），EZ中的beta波段功率谱重复性已经显著高于PZ。这表明即使在癫痫尚未明显发作之前，EZ的某些活动特征就已经显现，可能成为早期预测癫痫发作的潜在生物标志物。研究进一步指出，EZ与PZ之间的连接模式在多个时间段（包括发作间期、LVFA前和发作期）中均表现出更高的重复性，而EZ与NIZ之间的连接模式在发作期也显示出较高的重复性。这说明EZ在癫痫发作过程中不仅与PZ有稳定的连接，还可能与NIZ之间形成特定的网络耦合，从而推动癫痫活动的传播。

在统计分析方面，研究采用了单因素重复测量方差分析（one-way repeated ANOVA）和配对t检验，评估不同区域在各个时间段的信号重复性差异。结果显示，EZ在多个频率范围内均表现出显著的重复性，尤其是在发作期的高频率和低频率波段。而PZ和NIZ之间的重复性差异则相对较小，特别是在发作前的阶段。这些结果进一步验证了EZ作为癫痫起源核心区域的特性，以及其在不同癫痫发作中保持稳定活动模式的潜力。

研究还探讨了癫痫作为网络疾病的观点，即癫痫活动可能涉及整个大脑网络的动态变化，而不仅仅是局部的神经元异常。然而，通过分析不同区域的连接模式，研究指出EZ内部的连接模式具有更高的重复性，这可能反映了EZ作为自组织网络的核心特征。同时，EZ与PZ之间的连接模式在多个时间段中表现出较高的重复性，表明两者之间存在稳定的网络耦合，这可能有助于癫痫活动的传播。此外，EZ与NIZ之间的连接模式在发作期也显示出较高的重复性，说明即使在非受累区，EZ的活动仍然能够通过特定的网络路径影响周围区域。

这些发现为癫痫的诊断和治疗提供了新的视角。首先，原始信号和功率谱的重复性特征可以作为定位EZ的重要依据，尤其是在发作期的高频率和低频率波段。其次，LVFA前的beta波段功率谱重复性可能成为预测癫痫发作的早期指标，有助于提前干预。此外，EZ与PZ之间的连接模式重复性高，可能为开发新的治疗策略提供基础，例如通过干预这一稳定的网络路径来减少癫痫的传播。最后，EZ与NIZ之间的连接模式重复性在发作期的增加，表明EZ在癫痫发作中可能发挥更广泛的网络作用，而不仅仅是局部起源。

综上所述，这项研究通过分析不同时间段和不同频率范围内的信号重复性，揭示了EZ、PZ和NIZ在癫痫活动中的不同动态特征。这些特征不仅有助于更精确地定位癫痫灶，还可能为癫痫的预测和干预提供新的生物标志物和理论依据。研究强调，信号重复性在不同神经元群体和网络连接中的表现，反映了癫痫的复杂性和网络特性，为进一步探索癫痫的机制和治疗策略提供了重要的线索。