局灶性癫痫中功能脑网络动力学的遗传与神经解剖学支持
神经元与认知
2018-09-12 v1
摘要
局灶性癫痫是一种破坏性的神经系统疾病，影响全球大量患者，其中许多人对药物耐药。当前创新治疗技术因缺乏准确有效的方法来融合多模态神经影像数据以定位驱动癫痫发作动力学的解剖靶点而停滞不前。在此我们提出一个简约模型，解释大规模解剖网络和共享遗传约束如何塑造局灶性癫痫中的区域间通信。在从一组药物难治性局灶性发作癫痫患者获取的广泛ECoG记录中，我们发现发作期与发作前期功能脑网络动力学可由脑解剖与几何特征、白质连接模式以及参与基因共表达模式中的约束准确预测，所有这些在健康成年人群体中均保守。此外，我们揭示非保守结构标志物（可能由单个受试者的特异性病理驱动）在高频发作期动力学和低频发作前期动力学中最普遍的证据。最后，我们发现发作期动力学比发作前期动力学更能由白质特征预测，而更差地由几何与遗传约束预测，表明癫痫发作中表现出的功能脑网络动力学依赖于并且在很大程度上保守于人类之间的潜在白质结构之上直接传播。广义上，我们的工作提供了影响癫痫动力学的人脑通用结构原理的见解，并可扩展以深化我们对受试者水平病理及干预反应的理解、建模与预测。
引用
@article{arxiv.1809.03934,
title = {Genetic and Neuroanatomical Support for Functional Brain Network Dynamics in Epilepsy},
author = {Pranav G. Reddy and Richard F. Betzel and Ankit N. Khambhati and Preya Shah and Lohith Kini and Brian Litt and Thomas H. Lucas and Kathryn A. Davis and Danielle S. Bassett},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.03934},
year = {2018}
}