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Brain综述:基于脑网络引导的神经调控用于治疗癫痫

2023-02-25 18:20:02 时间

癫痫被公认为是一种大脑网络紊乱疾病。越来越多的研究旨在识别动态癫痫网络中的关键节点,以靶向治疗,阻止癫痫发作和传播。与此同时,颅内神经调节,包括脑深部刺激和反应性神经刺激,已被证实并作为减少局灶性癫痫成人癫痫发作的治疗方法而不断扩大;越来越多的证据表明它们对儿童和广泛性癫痫发作障碍有效。这些先进领域的融合正在推动癫痫的网络引导神经调节时代的到来。在这篇综述中,我们提炼了目前关于癫痫神经刺激的网络机制的文献。我们讨论了致痫网络中关键传播点的调制,主要集中在当前临床实践中靶向的丘脑核

这些包括(i)丘脑前核,现在是临床批准的开环刺激的目标部位,并越来越多地成为响应性神经刺激的目标;和(ii)丘脑中央核,广泛性发作癫痫的深层脑刺激和反应性神经刺激的目标。我们简要讨论了与其他新兴神经调节靶点相关的网络,如丘脑枕部、梨状皮质、中隔区、丘脑下核、小脑等。我们报告了从多种方式的调查中获得的协同发现,揭示了与这些传播点相关的结构和功能网络,包括头皮和侵入性脑电图,以及扩散和功能MRI。我们还报告了来自植入设备的颅内记录,这些记录为我们提供了关于我们目标调制的动态网络的数据。最后,我们回顾了网络引导的癫痫神经调节的持续发展,以加速实现两个转化目标的进展:(i)通过提供预测疗效的网络生物标记物,使用术前网络分析来确定患者对癫痫神经刺激的候选资格;以及(ii)通过绘制和调节每个患者的个体致痫网络,提供精确、个性化和有效的抗癫痫刺激,以预防和阻止癫痫的传播

1. 简介

我们现在知道,癫痫是一种改变大脑正常连通性的疾病。过去几十年大脑连接(网络神经科学或连接组学)研究的进展推动了将癫痫作为一种网络疾病的研究。在发作期间和发作间隙,异常大脑活动的传播改变了广泛性癫痫的广泛网络,但我们现在也了解到局灶性癫痫亚型具有比以前认为的更广泛的影响网络,即约30%的癫痫患者持续组将发展为耐药性癫痫(DRE),并需要替代形式的治疗。然而,并不是所有的DRE患者都适合手术切除癫痫发作区(SOZ)。虽然传统的癫痫手术包括切除和断开连接有可能将致痫网络与正常的大脑网络分离,但它们受到其发病率和不可逆性的限制。刺激疗法提供了更大程度的控制性和可逆性,同时具有微创性,可能提供更准确和可控的治疗选择。

颅内神经刺激干预,如深部脑刺激(DBS)和反应性神经刺激(RNS),已成为减少DRE患者癫痫发作负担的有效和可用的治疗选择。尽管本文没有进一步讨论,迷走神经(颅外)刺激也可以通过改变迷走神经的传入神经支配的大脑网络来降低癫痫发作频率。

大脑网络分析的进步和从人类癫痫大脑中长期植入物收集的数据的偶然可用性使网络引导神经调节领域的研究成为可能。我们通过研究和结合多种互补方法,如扩散和功能MRI (fMRI)头皮脑电图和颅内脑电图,对神经刺激在网络水平上如何工作的理解成为可能。

虽然最近有综述总结了目前颅内神经刺激治疗癫痫的可用性和疗效,我们在这里从网络神经科学的角度探讨这些治疗方法。一个网络引导的癫痫神经调节框架允许我们提出一些问题,这些问题可能会促进我们为患者提供的治疗方案和疗效。这些包括但不限于:

(i)目前的神经刺激疗法抑制大脑网络中的癫痫活动的机制是什么?

(ii)目前植入抗癫痫装置的丘脑区域的网络特性是什么,使它们成为神经刺激的有用目标?

(iii)是否存在其他潜在的目标?与这些目标相关的网络属性是什么?

(iv)术前癫痫网络(生物标记物)是否具有预测神经刺激治疗临床反应的特性?

(v)我们如何使用网络来优化和个性化神经刺激,以最大限度地提高其疗效?

本文回顾了颅内神经调节的方法,借鉴了最新的研究,并提出了未来的研究,可能有助于我们在这一领域取得进展。

2. 网络调节在癫痫神经刺激中的机制作用

从连通性的角度来看,所有癫痫手术干预都试图充分破坏致痫网络,以预防癫痫发作和防止健康大脑网络的改变。手术切除和热消融直接靶向并破坏假定的SOZ,半球切开术或胼胝体切开术在结构上断开了连接癫痫和正常网络的白质。相反,DBS针对致痫网络中最具影响力的下游传播点,旨在防止癫痫发作活动的进一步传播。RNS的目的是通过刺激SOZ来抑制癫痫发作,以应对SOZ记录的癫痫样活动。这些概念如图1所示。

本综述不试图描述所有的假设,已经假设解释DBS和RNS的疗效。

其他文章专门针对多个尺度和模式总结了这些方法。这些措施包括但不限于地方/目标一级的DBS机制;例如,高频刺激被认为可以通过对目标的直接抑制(“功能损伤”)或激活干扰电路中的病理活动(“干扰理论”)来防止癫痫的进一步传播。此外,研究表明DBS破坏病理振荡作为一种治疗机制。例如,在细胞水平上,有人认为丘脑刺激引起谷氨酸和腺苷的释放,这可能会减少丘脑振荡。由于这些机制已经被详细回顾,我们的综述总结并质疑颅内神经刺激在更广泛的网络调节方面可能提供的主要贡献。

2.1 神经刺激使致痫网络不同步

在多项研究中,致痫性神经网络的去同步化已被证明是神经刺激疗效的一种负责机制。1954年,彭菲尔德和贾斯珀评论了癫痫样活动期间发生的大脑活动的超同步,这一观察结果在文献中得到了证实。

例如,Stypulkowski等人对绵羊的研究比较了丘脑前核之间Papez回路的网络改变(ANT;间接)和海马(直接)刺激。间接和直接高频刺激都能抑制海马体中局部场电位(LFP)的theta带功率,但只有直接刺激引起发作后抑制(定义为刺激后海马体产生进一步放电的更高阈值)。Yu等人最近的一项人体研究调查了9名颞叶癫痫(TLE)患者,他们通过在ANT中植入电极进行颅内脑电图。他们表明,ANT的高频刺激导致ANT中测量的宽带LFP与同侧海马体和新皮层的LFP不同步。

Scherer等人在随后的一项研究中对14例TLE患者进行了头皮脑电图间歇性ANT DBS调查,支持了这些去同步化的发现。他们发现,刺激导致有反应者头皮记录的θ和α波段活动不同步,但在无反应者中没有,这支持了这一发现作为重要的治疗机制。

因此,DBS使用高频刺激来防止所谓的传播点(刺激目标,例如丘脑)允许癫痫发作活动从SOZ传播到未受影响的大脑网络并与之同步(图1)。DBS还可以通过共同的投射来抑制癫痫发作活动的局部产生,例如在ANT刺激的情况下沿Papez电路(图2)。RNS提供了一个闭环系统,其中接收和传递电极都位于SOZ, RNS在发作期和发作期癫痫样活动发生时局部或局部抑制同步。

失同步的概念相对简单,适用于局灶性发作癫痫(图1),但在广泛性发作或多灶性发作癫痫中更难理解。双侧丘脑刺激可使皮层下网络的皮质驱动的癫痫样活动不同步,研究表明lenox - gastaut综合征是一种皮质驱动的网络障碍。

图1 切除手术,DBS和RNS的潜在网络调节机制,以近颞叶癫痫为例,作为局灶性致痫网络。

2.2 神经刺激能使大脑网络正常化吗

我们怀疑电干扰致痫网络是否可以恢复正常的皮层网络功能。这种神经劫持的概念已经被切尼等人提出,他们认为高频刺激消除并取代了自然活动。然而,尽管功能网络正常化已在癫痫切除术、抗癫痫药物治疗和帕金森病等其他疾病的DBS中得到证实,但神经刺激治疗DRE的这一效果仍缺乏证据,需要进一步研究。

在目前的神经刺激文献中,将癫痫发作频率降低作为神经刺激策略的主要结果衡量是可以理解的。然而,已经有许多研究调查了与癫痫神经刺激相关的神经心理改善,其中最全面的是Chan等人在他们的综述中。DRE DBS SANTE试验后5年和9年长期数据显示,患者获得了神经心理方面的改善,包括注意力、执行功能、情绪(包括抑郁、紧张和焦虑)和主观认知功能的改善。类似地,一项研究在RNS试验后2年对认知结果进行了检查,发现认知方面有微小但显著的改善。具有重要意义的是,最近有一项前瞻性临床试验研究了丘脑前核DBS对癫痫的认知影响。hemhyt等在植入后的6个月里,将8名成人随机分为积极刺激组,10名成人随机分为无刺激组,但在6个月的终点时,两组之间没有表现出任何认知差异。

然而,允许这些神经心理学改善的机制可能是癫痫发作的缓解或抗癫痫药物的停用,但有些人认为这可能不是唯一的机制。此外,神经刺激可以通过使大脑网络正常化来改善神经心理学。无论如何,神经刺激对发育中的儿童大脑可能具有特殊的治疗价值,在这些儿童中,癫痫的共病可能与癫痫发作同等或更令人担忧。由于最近儿童DBS和RNS研究的增加,可能很快就能获得阐明儿科结果的数据。

最后,神经刺激方法必须考虑医源性风险和对正常大脑网络的负面影响。不良事件在神经刺激疗法中并不少见,例如,SANTÉ DBS试验报告,18.2%的参与者有感觉异常,16.4%的参与者因不良反应而退出。

对因运动障碍而接受DBS的患者的弥散MRI研究表明,有可能模拟最佳电极定位,允许针对有效的白质连接(束),但避免与不良反应相关的电极定位。其他尚未从网络角度研究的不良影响包括神经刺激对认知、情绪和睡眠的潜在影响。

2.3 神经刺激改变了大脑的动态网络

除了考虑静止的(单时间点)大脑网络,还需要考虑大脑网络随着时间的推移是动态的。癫痫患者表现出时间上有组织的癫痫发作,这些发作符合昼夜(一天)、多日(多天)或周年(多年)模式。有机会研究颅内设备记录的数据,例如患者接受颅内脑电图进行术前评估,已经证明了个体患者的癫痫诱发网络随时间变化的癫痫发作途径。虽然RNS对癫痫发作活动实时响应,但DBS和RNS治疗都可能通过进一步的适应性刺激方案来改进,以解释周期性癫痫发作模式。

随着时间的推移,RNS和最新的DBS技术在致痫网络中检测LFP的能力允许进一步研究刺激对患者癫痫网络的神经生理学影响。越来越多的共识是,RNS的疗效可能是由于对致痫网络的长期神经调节作用,而不仅仅是阻止癫痫发作。Sisterson等人提出,这种时间效应是由致痫性网络连接的渐进性中断和核心同步人群的减少导致的,使癫痫的临床表现不那么严重,而不仅仅是RNS对大脑的去纤颤器。在最近的一项人体研究中,Khambhati等人使用了51名接受RNS治疗的DRE(伴有近颞部或新皮层SOZ)患者的长期数据,通过使用设备记录的LFPs构建网络,来检查发作间期癫痫样连性随时间的动态变化。

在两个soz中使用RNS电极的患者中,电极间网络具有暂时性的可塑性,这意味着他们能够随着时间的推移,特别是在植入后的第一年,检测到这些电极之间功能连通性的变化(以锁相值测量)。对于使用新皮层电极的患者,他们发现在反应强烈的soz之间,α和β波段的功能连通性降低了,但γ波段的功能连通性增加了(癫痫发作减少了90%),而反应较差的患者(癫痫发作减少了50%)。这导致作者提出了火花点燃假说,表明RNS使致痫网络(点燃)不同步,并降低了发作间癫痫样放电(火花)引起癫痫发作的风险。这可能为RNS和DBS长期临床研究中癫痫发作频率随时间逐渐降低的观察结果提供了一种机制解释。这一刺激诱导可塑性的概念与文献中关于肌张力障碍的观察结果一致,该文献显示,在几个月的DBS治疗中,症状逐渐改善。

在SOZ中同时具有传感和刺激电极的闭环RNS可能诱导SOZ的塑性变化并减少局灶性癫痫发作的次数,这在概念上是合理的。然而,考虑这种机制如何在DBS中发生以减少局灶性癫痫发作的频率是有趣的。

这就提出了一个问题,即DBS是否也会对SOZ产生可塑性影响,以及是否会将SOZ与大脑网络的其他部分隔离/不同步。但是,前面Yu等的研究数据显示,ANT刺激降低了发作间期癫痫样放电和高频振荡的发生率,支持可塑性概念。一项临时的长期研究报道了一名患者,该患者最初患有RNS,在癫痫发作时接受和刺激导联,然后继续使用ANT DBS。在该患者中,超过1.5年,ANT DBS逐渐抑制了海马癫痫样活动。然而,总的来说,还需要进一步研究刺激对大脑网络及其动态的影响。

3. 在致痫网络内的传播点

在本节中,我们将重点介绍有关癫痫神经调节疗法颅内靶点的网络研究。我们主要集中在当前临床实践中DBS和RNS的靶区丘脑的ANT和丘脑中心核(CMT)。我们还强调了先前已被靶向或可能带来未来机会的假设靶点,包括丘脑枕部、梨状皮层(PC)、中隔区(SA)、丘脑下核(STN)和小脑。

3.1 丘脑

丘脑是癫痫发作传播的关键枢纽,这一概念并不是一个新概念。随着20世纪30年代彭菲尔德蒙特利尔癫痫手术的出现,癫痫患者在接受清醒开颅手术时,会先进行皮层刺激,然后进行消融,注意力开始转向更深的结构。早在1949,在Penfield和Jasper的动物研究中,丘脑就成为了治疗性神经刺激的目标。丘脑负责调节皮质到皮质下的相互连接,因此被定义为功能性脑网络的综合枢纽

由于癫痫样活动的双侧皮层向外扩散并与脑干相连,经典地认为丘脑是泛发性癫痫发作和局灶性癫痫发作伴继发泛发的传播点。然而,最近的证据表明,丘脑在局灶性癫痫发作中也有重要的网络作用,而没有继发性泛化。从临床角度来看,在具有里程碑意义的SANTÉ成人DRE DBS试验中,局灶性癫痫患者的癫痫发作频率也有显著改善。

在TLE致痫网络研究中,丘脑的作用一直是一个特别的焦点,部分原因是由于在这种情况下,癫痫网络的同质性相对易于进行群体研究。

He et al. 证明,颞叶TLE切除手术后未表现为无癫痫发作的患者在术前静息状态fMRI上更有可能具有更高的丘脑功能连通性,这表明诱发癫痫网络中的丘脑枢纽可作为术后癫痫复发的生物标志物。

丘脑是一个复杂的结构,每个核都有不同的连通性。DBS的两个常见目标是ANT和CMT(如图2所示)。值得注意的是,ANT刺激仍然是美国食品和药物管理局(Food and Drug Administration, USA)和英国国家健康与护理卓越研究所(National Institute for Health and Care Excellence, UK)批准的成人DRE刺激目标。枕核是丘脑的另一个核,已被证明是致痫网络的一个组成部分,但研究较少。

图2 当前传播点/刺激目标的解剖位置演示

3.2 丘脑前核

几十年来,ANT一直是癫痫的刺激靶点。早期的人类研究包括Mullan等人在20世纪60年代对9名ANT损伤患者的研究,以及Upton和cooper在20世纪80年代对6名接受ANT刺激的成年人的小队列研究。SANTÉ试验验证了ANT刺激的有效性,在该试验中,局灶性发病(TLE或额外)DRE的成人进行了双侧ANTs。尽管临床转译取得了早期成功,但后续和正在进行的研究仍在继续,以进一步了解解释该疗法有效性的网络机制,并完善神经刺激策略。

ANT被描述为延伸海马系统的一个组成部分,因为它接收来自乳头体(通过乳丘脑束)、亚丘皮层和脾后皮层、同时它也输出到内侧前额叶皮层(详见图3)。这些连接到ANT的大脑区域是所谓的Papez回路的组成部分。这个皮质和皮质下结构的网络通过乳丘脑束和穹窿的连接,在海马体和丘脑之间提供了癫痫传播的路径。ANT通过扣带向海马旁回和内嗅皮层反馈到海马体。针对Papez电路内节点(包括ANT)的神经刺激可能会使该网络不同步,甚至重新校准。

图3 当前和潜在的传输点/增产目标连接的简化示意图

3.3 丘脑正中核

CMT(如图2所示)是位于第三脑室侧壁的板内核。30年来,CMT一直是神经刺激的目标,特别是用于治疗广泛性癫痫,即lenox - gastaut综合征。早在20世纪90年代就有研究确定CMT是一种潜在有效的刺激靶点,但CMT DBS直到最近才得到前瞻性临床试验的支持,包括一项针对lenox - gastaut综合征的CMT DBS随机对照试验(ESTEL试验)。此外,针对CMT网络底物的相应体内人体研究才刚刚开始出现。

3.4 交替和前瞻性刺激目标

虽然我们不会像目前的靶向传播点那样详细讨论这些,但还有其他几个刺激靶点已经或可能被用于癫痫的治疗。我们还选择讨论丘脑枕部、梨状皮层(PC)、中隔区(SA)、丘脑底核(STN)和小脑,它们可能成为潜在的治疗刺激靶点。

3.5 丘脑的枕部

与ANT和CMT相比,丘脑枕部受到的关注较少。丘脑枕部是丘脑的一个大区域,它有不同的区域,具有不同的连通性。下区和外侧亚区被认为是视枕区,与枕叶有很强的连通性,是后象限soz患者的一个建议刺激目标。内侧枕叶与额叶和内侧颞叶相连。一项对8名TLE患者进行SEEG的研究表明,与不进行SEEG的患者相比,高频内侧枕部刺激引起的海马刺激引发的癫痫发作更轻。这项研究指出,癫痫发作严重程度的降低与癫痫发作时意识的改善有关。对相同数据的后续研究测量了时间区域和时间外区域之间的功能连通性(宽带SEEG相关性),并比较了(i)刺激开启和关闭之间的连通性差异;以及(ii)反应者和非反应者。在刺激应答者中,同步性(即连通性)被发现较低。作者假设内侧枕部刺激可能降低整体同步性,并与TLE癫痫发作时意识的改善有关。

3.6 梨状皮层

PC区是古皮层的一个区域,连接内侧颞叶和额叶下叶,浅至脑岛(图4)。在健康状态下,PC区是一个初级嗅觉皮层,几十年来,PC区一直被认为是癫痫发作传播和点燃的关键区域。一项对大鼠的早期研究发现,梨状前皮层深处是一个强有力的癫痫发作区,通向大脑皮层深处一个被称为tempestas区(拉丁语为风暴区)的区域。最近,人们对脑PC在癫痫中的作用重新产生了兴趣,这是由于非侵入性调查(如头皮脑电图,MRI和PET)的可用性来研究人脑PC在体内的功能网络。

在独立队列研究中,PC已被证明是致痫网络中的一个重要节点,表明PC切除的程度与前颞叶切除后更高的癫痫发作自由度相关。这就提出了一个问题,即PC是否不仅是癫痫发作的传播区,而且正如之前认为的那样,是TLE中癫痫发生的部位。

图4 一些潜在传播点/刺激目标的解剖位置演示:PC(黄色),隔区(SA;绿色),丘脑枕部(PUL;紫色)和STN(橙色)。

3.7 隔区

SA(也称为内隔区或内侧额叶区)是额叶最后部和最深处的一个小区域(图4)。尽管研究较少,但人们对脑间隔区作为癫痫的神经刺激区有兴趣。

考虑到中隔-海马结构和功能的连通性,SA在TLE的背景下一直是一个特别感兴趣的领域。在脑间隔区和海马体之间有癫痫样活动的耦合,而脑间隔区刺激抑制海马体神经元的活动。MRI研究表明,TLE患者(但没有颞内侧硬化)与颞外癫痫患者和对照组相比,有更高的间隔区核容量。作者指出,这一发现是TLE中隔-海马系统神经可塑性/增强的证据。

目前,对脑间隔区进行神经刺激治疗癫痫的研究仅限于动物模型。Takeuchi等人的一项研究表明,内隔的闭环刺激能够终止Long-Evans TLE大鼠的癫痫发作。Izadi等的一项研究表明,持续刺激毛果芸香碱诱发TLE的Sprague-Dawley大鼠的中隔能够提高癫痫发作阈值,并改善使用巴恩斯迷宫测量的认知表现。为了确定SA在TLE和颞外癫痫的致痫网络中的作用及其作为传播点和刺激靶点的潜力,还需要进一步的研究。

3.8 丘脑底核

STN更典型地是帕金森病DBS的靶点,也被提出作为癫痫的刺激靶点。

STN与皮质有直接的和通过丘脑的联系。根据动物模型的报道,Chabardès, Benabid和同事首次在一名局灶性皮质发育不良的儿童中进行了STN DBS,随后又有其他4名患者。他们假设STN的刺激作用于皮质-皮质下网络,通过皮质的逆向神经调节,但研究中现有的数据无法证实这一点,STN刺激癫痫的网络机制仍然未知。

3.9 小脑

1976年,库珀和他的同事发表了他们的研究结果,在15名受试者中,有10人使用刺激小脑皮层来抑制癫痫发作。虽然结果表明小脑前叶刺激比小脑后叶刺激更有效,但没有进一步的数据来完善我们对这种临床效果的网络理解。少量进一步的人类研究并没有令人信服地重复小脑刺激减少癫痫发作的发现,因此小脑也没有像其他目标那样得到进一步的探索。

3.10 其他

替代目标包括丘脑外侧中央,脑桥核,下丘脑,尾状核,以及其他。需要进一步的临床前(包括网络分析)和临床证据来调查这些潜在的癫痫传播点。

4. 走向个性化、网络引导的神经刺激

到目前为止,本文讨论了网络增强对癫痫患者产生治疗效果的机制,致痫网络中特定传播点的网络特性,以及网络差异如何与神经调节(癫痫发作频率降低)的不同程度的治疗益处相关。本节讨论我们如何能够使用植入前网络指标来指导我们在神经刺激和个性化治疗方面的临床决策,以最大限度地提高对患者的临床影响。网络引导癫痫神经调节的下一个转化步骤是将患者的致痫网络应用到候选算法中,即我们是否可以使用术前网络数据来预测哪些患者将受益于神经刺激?

研究基于术前多模态网络数据预测了接受手术切除和DRE迷走神经刺激器植入患者的术后癫痫发作结果。例如,Li等人的一项研究提出了基于网络的神经脆弱性概念,以预测47例癫痫患者中43例的手术失败。然而,直到最近,少数已发表的研究报告了植入前网络预测癫痫颅内神经刺激反应的能力。

在我们等待网络预测DBS或RNS对癫痫疗效的前瞻性研究的同时,已经进行了一些回顾性研究,这些研究表明术前数据与神经刺激反应有关。例如,Middlebrooks等人170的一项研究表明,在6名接受ANT DBS治疗DRE的患者中,与无反应者相比,有反应者中被刺激激活的组织体积超连接到默认模式网络(来自静息状态fMRI数据的规范数据集)。Charlebois等人最近的一项研究得出结论,在接受海马RNS治疗的患者中,被激活组织体积的更高结构连通性与癫痫发作减少程度相关。这些研究提出了一种可能性,即术前网络测量可以提供生物标记物,以确定刺激方案的候选性,并针对个别患者的网络量身定制目标。此外,Scheid等人使用了来自30名接受颅内脑电图的患者的前RNS功能网络数据。他们测试了一个假设,即大规模网络(即那些包含SOZ以外节点的网络)可以被确定为RNS响应率的预测标记。他们发现,与没有反应的人相比,对RNS反应的人在脑电图接触之间测量的功能连通性[高γ波段(95-105 Hz)]上下降得更小。因此,颅内脑电图可以用作神经刺激前的研究,但仍需要确定是否可以非侵入性地识别预测网络特征。

除了预测患者对神经刺激的反应和确定候选,该领域的未来目标是使用术前大脑连通性测量来提供个性化和网络引导的神经刺激(图5)。正如人们所期望的那样,已经清楚地表明,大脑连通性在某种程度上是个体的,包括健康,以及疾病范例,如癫痫。因此,刺激目标必须个体化。最近,在帕金森病等成人运动障碍的背景下,对这些精确的DBS方法进行了重大推动,但就现有证据而言,癫痫仍然落后一步。

有一些方法可以提供适应性神经刺激,例如改变刺激范式以响应暂时性的神经生理学变化(例如RNS中的LFP)或基于临床反馈(癫痫发作频率)的手动编程。

尽管有创性,SEEG为网络引导和个体化神经调节规划提供了临床可行的机会,并且已经开始在常规临床实践中过渡。Richardson回顾了闭环神经调节中的范式转换,认为通过将当前(癫痫)焦点导向的决策框架改变为网络导向的框架,包含潜在传播点的SEEG植入可以识别RNS中癫痫检测的位点和神经调节传递的位点(DBS或RNS)。类似地,最新的DBS智库报告描述了通过从基于节点的哲学转向基于网络的哲学来重新评估SEEG的目的。作者挑战了在丘脑刺激中一量齐观的概念,并建议SEEG可以定量确定每个患者的最佳刺激目标。一项对74例接受丘脑SEEG的患者的回顾性研究支持对丘脑连通性进行个体化和数据驱动的方法,结果显示,丘脑致痫性根据癫痫定位而不同,并与致痫网络的范围相关。进一步的回顾性研究声称,SEEG可以用于优化放置接收RNS导联,而图论指标可以识别致痫网络中最“可控”的节点。然而,对于SEEG引导的神经调节的实用性,还需要进一步的前瞻性证据,包括网络引导放置刺激导联的概念证明。SEEG调查期间的刺激也可以为最佳刺激目标提供进一步的推论。

图5 网络引导神经调节治疗癫痫的未来发展方向

5. 结论

网络神经科学和神经刺激领域的融合正在为个性化、网络引导的癫痫患者神经调节方法带来令人兴奋的机会。将植入神经调节设备和全脑网络研究的数据结合起来,让我们有机会朝着这一目标努力。需要进一步研究:(1)确定网络调制的机制作用;(ii)确定致痫网络内的关键节点(在疾病范式、综合征和个体层面);(iii)使用术前网络数据为个别患者提供精确的神经刺激;(iv)用术后数据验证标记物和模型。一如既往,我们需要对这些技术和理念进行前瞻性临床试验,以证明它们的临床效用。这将需要多地点、国际和协调的努力。