Védés megtekintése

Védés megtekintése

 
EVALUATION OF SPONTANEOUS AND ELECTRICALLY EVOKED ELECTROPHYSIOLOGICAL PHENOMENA IN EPILEPTIC PATIENTS IMPLANTED WITH LAMINAR MICROELECTRODES
Hajnal Boglárka Zsófia
Szentágothai János Idegtudományok
Dr. Bereczki Dániel
Egészségtudományi Kar, Budapest, Szentkirályi u. 12-14. I.emelet 1.07-es tanterem
2025-07-02 14:00:00
Klinikai neurológiai kutatások
Dr. Kovács Tibor
Dr. Fabó Dániel
Dr. Gulyás Szilvia
Dr. Meszéna Domokos
Dr. Bereczki Dániel
Dr. Lukács Melinda
Dr. Szatmári Szabolcs
Vizsgálatunkban az alvási orsók és az elektromos ingerléssel kiváltott kortikális potenciálok (CCEP-k) alatt megfigyelhető agykérgi rétegspecifikus folyamatokat elemeztük kéregfelszíni szubdurális, valamint intrakraniális lamináris mikroelektródákkal (LME) beültetett hét farmakorezisztens epilepsziás betegben. Azt vizsgáltuk, hogy az egyes agykérgi rétegekhez kapcsolódó neurális hálózatok hogyan járulnak hozzá az alvási orsók generálásához, valamint, hogy az egyes orsótípusok (lassú/gyors, lokális/globális) a különböző thalamo-kortikális hálózati működéseknek megfelelően különböző agykérgi megjelenési mintázatot mutatnak-e. Hipotéziseink bizonyítására vizsgáltuk a „mikrodomain” (mikroelektródán detektált) és „makrodomain” (szubdurális elektródán detektált) orsók agykérgi profiljait. Ezenkívül elemeztük az egyes CCEP-komponensek agykérgi lamináris megjelenési mintázatát, hogy megértsük a lokális neuronális hálózatok elektromos stimuláció alatti működését. Ennek céljából a kéregfelszíni ingerléssel kiváltott válaszokat egy speciális, agykérgi rétegek mintavételezésére alkalmas mikroelektródán detektáltuk. Az elemzések eredményei alapján az volt a célunk, hogy egy olyan, hipotetikus modellt készítsünk, amely jól magyarázza az áramimpulzus hatására az agykérgi rétegekben végbemenő változásokat. Feltételeztük, hogy a CCEP-k késői komponensei alatt megfigyelt folyamatok hasonlóak az alvási lassú hullám up- és downstate fázisai alatt korábban leírtakhoz, tehát éber állapotban, elektromos ingerléssel lokális alvás-szerű jelenség váltható ki. Ennek bizonyítására összehasonlítottuk a két jelenség lamináris mintázatát. A mikroelektróda nyomvonalának hisztológiai rekonstrukciója az elektróda környezetében ép agykérgi laminarizációt igazolt. Ebből arra következtettünk, hogy minden esetben ép, fiziológiásan működő agyterületről regisztráltuk a kiváltott válaszokat és az alvási orsókat. A kiváltott válasz vizsgálat során a CCEP öt komponensét (korai P1, N1, középső P2, N2 és késői P3) sikerült azonosítanunk. A komponensek részletes vizsgálata során azt találtuk, hogy látenciájuk az egyes agykérgi rétegekben hasonló. Megfigyeltük, hogy az egyes komponensek megjelenése különböző rétegpreferenciát mutat: a korai N1-P2 leggyakrabban a III. és IV. rétegben detektálható, az N2 és a P3 pedig legnagyobb valószínűséggel a felszíni rétegekben jelenik meg. Azt is megfigyeltük, hogy a korai komponensek leginkább a mikroelektródához közeli stimuláció esetén jelennek meg, az N2 közelről és távolról ingerelve is jól kiváltható, a P3 komponenst viszont legnagyobb valószínűséggel távolabbi ingerlés váltja ki. A távolságfüggéssel kapcsolatos eredmények megerősítik azokat a feltételezéseket, amelyek szerint a korai komponensek generálása valószínűleg lokális kortikális hálózatokhoz kapcsolódik, a késői komponensek pedig távolabbi hálózati kapcsolatokat tükröznek. A rétegelemzés (LFP, CSD, MUA, SUA, TFR) eredménye alapján leírtunk egy olyan hipotetikus intrakortikális aktivációs szekvenciát, amely megmagyarázhatja az elektromos ingerlés hatására az agykéregben lejátszódó folyamatokat. Ez alapján az elektromos ingert követően először az V. rétegbeli pyramissejtek aktiválódnak (P1), majd az ingerület rekurrens kapcsolatokon vagy a III-IV. rétegbeli serkentő neuronokon keresztül a felszín felé terjed (N1). Ezután a felső rétegbeli gátló interneuronok depolarizációja kialakítja a P2 hullámot. Majd az ezt követő N2 és P3 komponensekkel kapcsolatban azt feltételezzük, hogy együttesen egy alvási lassú hullám down- és up-state-jének felelnek meg. Az N2 alatt az összes rétegben középrétegi maximummal sejtaktivitás csökkenést, diszfacilitációnak megfelelő állapotot látunk, amelyet a P3 alatt megfigyelt felszíni-középrétegi aktiváció követ. A P2 és az N2 alatt megfigyelt változások közötti átmenet nem ismert pontosan, azonban újabb eredmények alapján feltételezhetjük, hogy ezekben a folyamatokban a thalamus bevonódásának is szerepe lehet. A CCEP késői N2 komponens és az alvási lassú hullám downstate fázis közötti hasonlóságok részletes vizsgálata során azt találtuk, hogy mindkét esetben a felszíni negatív potenciál, középső rétegbeli forrással, kifejezett MUA csökkenéssel és hasonló spektralis teljesítmény változásokkal társul. Az alvási orsók vizsgálata során azt találtuk, hogy az orsók nagyrésze (50-80%-a) egyszerre több rétegben jelenik meg, főleg a szomszédos rétegekben. A kizárólag laminárisan detektálható orsók viszonylag gyakoriak, csak 20-55%-uk jelenik meg a felszínen. Orsótípustól függetlenül igaz, hogy az ultralokális, csak egy rétegben megjelenő orsók a leggyakoribbak. Minél nagyobb az orsó amplitúdója, annál több réteg- és felszíni elektródán detektálható egyszerre. Az egyes orsótípusok rétegpreferenciájának vizsgálata azt mutatta, hogy a lassú és gyors orsók réteg szerinti eloszlása hasonló. Az agykérgi megjelenési mintázatuk vizsgálata során azt találtuk, hogy a globális gyors és lassú, valamint a lokális gyors és lassú orsók intrakortikális profilja nagyon hasonló. 2 betegben orsókhoz kapcsolt egysejtaktivitást detektáltunk. Ezekben az esetekben azt vizsgáltuk, hogy a sejtaktivitás változás milyen orsófázis kapcsoltságot mutat orsótípustól és rétegtől függően. Azt találtuk, hogy ahol szignifikáns volt a fáziskapcsoltság, ott minden esetben 0 és 180 fok közé, vagyis az orsó „peak-trough” fázisátmenetére esett az aktivitásfokozódás. Megfigyeltük, hogy egy rétegen belül a lassú és gyors orsók alatti egysejt aktivitás hasonló fázispreferenciát mutat, azonos orsótípus esetén a SUA fázispreferencia rétegenként különböző, valamint, hogy a lokális és globális orsók egy rétegen belül is különbségeket mutatnak sejtaktivitás szempontjából. Tehát az egyes alvási orsó altípusok generálása inkább a különböző lokális neuralis aktivitásnak köszönhető, és nem a különböző agykérgi innervációt mutató thalamocorticalis pályák szeparált működésének tulajdonítható.