Визуализация медленной мозговой активности при неокортикальных и гиппокампальных эпилептиформных событиях с помощью электрической импедансной томографии

Цель: Электрическая импедансная томография (ЭИТ) — метод визуализации, позволяющий получать томографические изображения изменений внутреннего импеданса объекта с помощью поверхностных электродов. Его можно использовать для визуализации медленного нарастания импеданса ткани мозга, которое происходит в течение секунд во время эпилептических приступов и связано с набуханием клеток вследствие нарушения ионного гомеостаза после гиперсинхронного нейронального разряда и связанной с ним метаболической нагрузки. В этом исследовании мы охарактеризовали и визуализировали эту медленную импедансную реакцию при неокортикальных и гиппокампальных эпилептиформных событиях в мозге крысы и оценили ее связь с лежащей в основе нейрональной активностью.

Подход: Неокортикальные или гиппокампальные приступы, представлявшие собой повторяемые серии высокоамплитудных иктальных спайков, вызывали электрической стимуляцией сенсомоторной коры или перфорантного пути у крыс, анестезированных фентанилом-изофлураном. Передаточные импедансы измеряли во время 30 и более последовательных приступов, пропуская синусоидальный ток через независимые пары электродов на эпикортикальной матрице, и объединяли полученные данные для формирования ЭИТ-изображения медленной активности.

Основные результаты: Медленные импедансные реакции стабильно совпадали по времени с окончанием приступов, и ЭИТ-изображения этой активности были воспроизводимо реконструированы у всех животных (p < 0,03125; N = 5). На них определялись очаги активности, пространственно ограниченные соответственно соматосенсорной корой лица при неокортикальных приступах и зубчатой извилиной при гиппокампальных приступах; по мере прогрессирования приступа они охватывали больший объем. Анализ центра масс реконструкций показал, что эта активность соответствовала истинному расположению эпилептогенной зоны, определенному по данным ЭЭГ и быстрых нейрональных измерений ЭИТ, выполненных одновременно.

Значимость: Эти данные указывают, что медленная импедансная реакция является надежным маркером гиперсинхронной нейрональной активности во время эпилептических приступов и может использоваться для изучения механизмов эпилептогенеза in vivo, а также для помощи в локализации эпилептогенной зоны при предоперационном обследовании пациентов с рефрактерной эпилепсией.