Die spektrale Bandbreite schneller epileptischer Aktivität ist innerhalb des epileptischen Fokus schmalbandiger als außerhalb. Um die spektrale Bandbreite zu bestimmen, wird die relative Signalstärke während schneller epileptischer Aktivität gegen die spektrale Frequenz dargestellt. Für die aktuelle Studie wurde die spektrale Breite auf halber Höhe des Amplitudenmaximums (FWHM) verwendet.
Schnelle oszillatorische Aktivität im EEG zwischen epileptischen Anfällen kann zur Hilfe genommen werden, um den Ursprung fokaler Anfälle zu identifizieren. Der Anfallsursprung muss für die chirurgische Behandlung einer fokalen Epilepsie genau eingegrenzt werden. Bisher war es allerdings unklar, welche Parameter genutzt werden können, um schnelle oszillatorische mit dem Anfallsursprung zu korrelieren. In ihrem aktuellen Artikel beschreiben Wissenschaftler des Epilepsiezentrums Freiburg zusammen mit Kollegen, dass schmalbandige spektrale Veränderungen während schneller epileptischer Aktivität zwischen epileptischen Anfällen gut mit dem Anfallsursprung übereinstimmen (siehe Abbildung unten). Diese Übereinstimmung besteht für schnelle epileptische Aktivität in einem weiten Frequenzspektrum zwischen 14-250 Hz. Der beobachtete Effekt lässt sich durch das Modell eines gedämpften Oszillators erklären. Dabei sind Veränderungen der spektralen Bandbreite der Effekt eines komplexen Zusammenspiels exzitatorischer und inhibitorischer neuronaler Populationen. Aus dieser Perspektive stellt sich eine verminderte Dämpfung schneller epileptischer Aktivität bei fokaler Epilepsie als schmalbandige spektrale Veränderung innerhalb des Anfallsursprungs und als breitbandige spektrale Veränderung außerhalb des Anfallsursprungs dar.
Ein interessantes zusätzliches Ergebnis ist, dass Heers et al. schnelle interiktale epileptische Aktivität nur in intrakraniellen EEG-Daten von Epilepsiepatienten mit fokalen kortikalen Dysplasien feststellen konnten. Daher ist es wahrscheinlich, dass das EEG-Muster spezifisch für diese Art von Malformation ist, wie es bereits zuvor berichtet wurde.
In weiteren Projekten können Veränderungen der spektralen Bandbreite schneller epileptischer Aktivität genutzt werden, um die additiven Nutzen neu entwickelter, hochauflösender subduraler Grid-Elektroden zu überprüfen. Sie könnten sich auch als Zielparameter für closed-loop-Interventionen bei Epilepsie-Patienten nützlich erweisen.
Original-Arbeit:
Heers M, Helias M, Hedrich T, Dümpelmann M, Schulze-Bonhage A, Ball T Spectral bandwidth of interictal fast epileptic activity characterizes the seizure onset zone. 2018 Neuroimage Clin, volume: 17, page(s): 865 - 872