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为解决丘脑在癫痫发作组织与传播中的作用不明确、丘脑神经调控疗效个体差异大等问题，研究人员开展癫痫发作传播至丘脑不同核团的研究，发现发作特征可预测丘脑核团参与情况，为个性化治疗提供依据。
癫痫作为一种常见的神经系统疾病，给患者及其家庭带来了巨大的痛苦和负担。目前，抗癫痫药物是主要的治疗手段，但约 30% 的患者对药物治疗无效或存在严重副作用。传统的手术切除癫痫灶虽然能使部分患者无发作，但由于癫痫灶可能与功能区皮质重叠或过于广泛弥散，手术并非总是可行。神经调控技术，如经颅内直接电刺激，正逐渐成为一种可行的治疗选择，其中丘脑是一个有前景的治疗区域。然而，丘脑神经调控的疗效存在个体差异，且并非所有患者都能从中受益，这可能与不同癫痫发作募集丘脑核团的情况不同有关。此外，丘脑由多个核团组成，每个核团在脑功能和癫痫中可能扮演不同角色，而发作本身也具有不同的特征，因此，了解癫痫发作与丘脑核团的关系对于优化丘脑神经调控至关重要。
为了明确癫痫发作向丘脑的传播模式，美国马萨诸塞州总医院和哈佛医学院等机构的研究人员开展了相关研究。他们分析了 44 例难治性癫痫患者在术前评估期间记录的癫痫发作情况，这些患者的丘脑中央中核（CM）、前核（ANT）或枕核（PLV）至少植入了一个电极。研究旨在探讨特定类型的癫痫发作是否更有可能传播至丘脑的主要刺激靶点核团（CM、ANT 和 PLV），并分析发作特征与丘脑核团参与之间的关系。研究结果发表在《Communications Medicine》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先，对记录的癫痫发作进行视觉审查和分类，基于发作起始区域、发作起始时的电图形模式和传播模式进行分类；其次，使用自动化方法和视觉方法确定发作传播至丘脑的时间，自动化方法采用了七种信号处理措施，包括线长度、曲线下面积、电压轨迹的标准差以及 θ、α、β 和 γ 频段的频谱功率等；最后，使用广义线性模型（GLM）评估每种发作类型（起始模式、起始区域和传播模式）对传播至不同丘脑核团的影响。
发作传播至丘脑的时间
通过自动化方法和视觉方法对癫痫发作传播至丘脑的时间进行分析，发现不同的信号处理措施在检测发作传播时表现不同。例如，线长度和 γ 功率测量能够更快地检测到 CM 内的活动传播，而 ANT 内的传播检测则相对较晚。此外，不同发作类型传播至丘脑核团的时间存在差异，如多区域起始和广泛起始的发作更有可能早期传播至 CM 和 PLV，而内侧颞叶起始的发作则更早传播至 ANT。
预测早期传播至丘脑的特征
通过广义线性模型分析发现，发作起始模式、起始区域和传播模式等特征能够预测发作是否早期传播至丘脑核团。例如，尖锐发作模式的发作几乎总是早期传播至 CM，而超同步（HYP）发作则较晚或不传播至 CM；内侧颞叶起始的发作是预测早期传播至 ANT 的最重要因素；尖锐发作模式的发作也显著可能早期传播至 PLV，且所有尖波发作均传播至 PLV。
多核团同时记录时的传播情况
在同时记录多个丘脑核团的患者中，广泛起始的发作传播至 CM 的时间显著早于 ANT，而 PLV 在大多数记录的发作中早期参与。此外，内侧颞叶起始的发作可能同时早期传播至 ANT 和 PLV，但两者之间的传播时间无显著差异。
研究结论表明，癫痫发作的电图形特征，包括发作起始区域和传播模式，能够预测特定发作网络中涉及的丘脑核团。多区域广泛起始的发作很可能早期传播至 CM 和 PLV，内侧颞叶起始的发作更可能早期传播至 ANT，局灶性发作则最不可能传播至任何丘脑核团。尖锐发作模式的发作传播至任何核团的可能性最高，而 HYP 发作传播至任何核团的可能性最低。
该研究首次表明，发作特征可预测传播至不同丘脑核团，为临床医生确定丘脑神经调控的最合适刺激靶点提供了依据。例如，对于广泛起始的发作，CM 和 PLV 可能是更可行的靶点；而对于内侧颞叶起始的发作，ANT 可能更合适。此外，该研究还验证了自动化发作传播检测方法的有效性，为未来闭环神经调控设备中发作检测算法的优化提供了参考。随着对丘脑在癫痫传播中的作用以及神经调控影响的进一步了解，有望开发出更有效的神经调节疗法，为难治性癫痫患者带来新的希望。
