《Communications Medicine》：Inter-seizure variability in thalamic recruitment and its implications for precision thalamic neuromodulation
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為解決丘腦在癲癇發作組織與傳播中的作用不明確、丘腦神經調控療效個體差異大等問題，研究人員開展癲癇發作傳播至丘腦不同核團的研究，發現發作特征可預測丘腦核團參與情況，為個性化治療提供依據。
癲癇作為一種常見的神經系統疾病，給患者及其家庭帶來了巨大的痛苦和負擔。目前，抗癲癇藥物是主要的治療手段，但約 30% 的患者對藥物治療無效或存在嚴重副作用。傳統的手術切除癲癇灶雖然能使部分患者無發作，但由于癲癇灶可能與功能區皮質重疊或過于廣泛彌散，手術并非總是可行。神經調控技術，如經顱內直接電刺激，正逐漸成為一種可行的治療選擇，其中丘腦是一個有前景的治療區域。然而，丘腦神經調控的療效存在個體差異，且并非所有患者都能從中受益，這可能與不同癲癇發作募集丘腦核團的情況不同有關。此外，丘腦由多個核團組成，每個核團在腦功能和癲癇中可能扮演不同角色，而發作本身也具有不同的特征，因此，了解癲癇發作與丘腦核團的關系對于優化丘腦神經調控至關重要。
為了明確癲癇發作向丘腦的傳播模式，美國馬薩諸塞州總醫院和哈佛醫學院等機構的研究人員開展了相關研究。他們分析了 44 例難治性癲癇患者在術前評估期間記錄的癲癇發作情況，這些患者的丘腦中央中核（CM）、前核（ANT）或枕核（PLV）至少植入了一個電極。研究旨在探討特定類型的癲癇發作是否更有可能傳播至丘腦的主要刺激靶點核團（CM、ANT 和 PLV），并分析發作特征與丘腦核團參與之間的關系。研究結果發表在《Communications Medicine》上。
研究人員主要采用了以下關鍵技術方法：首先，對記錄的癲癇發作進行視覺審查和分類，基于發作起始區域、發作起始時的電圖形模式和傳播模式進行分類；其次，使用自動化方法和視覺方法確定發作傳播至丘腦的時間，自動化方法采用了七種信號處理措施，包括線長度、曲線下面積、電壓軌跡的標準差以及 θ、α、β 和 γ 頻段的頻譜功率等；最后，使用廣義線性模型（GLM）評估每種發作類型（起始模式、起始區域和傳播模式）對傳播至不同丘腦核團的影響。
發作傳播至丘腦的時間
通過自動化方法和視覺方法對癲癇發作傳播至丘腦的時間進行分析，發現不同的信號處理措施在檢測發作傳播時表現不同。例如，線長度和 γ 功率測量能夠更快地檢測到 CM 內的活動傳播，而 ANT 內的傳播檢測則相對較晚。此外，不同發作類型傳播至丘腦核團的時間存在差異，如多區域起始和廣泛起始的發作更有可能早期傳播至 CM 和 PLV，而內側顳葉起始的發作則更早傳播至 ANT。
預測早期傳播至丘腦的特征
通過廣義線性模型分析發現，發作起始模式、起始區域和傳播模式等特征能夠預測發作是否早期傳播至丘腦核團。例如，尖銳發作模式的發作幾乎總是早期傳播至 CM，而超同步（HYP）發作則較晚或不傳播至 CM；內側顳葉起始的發作是預測早期傳播至 ANT 的最重要因素；尖銳發作模式的發作也顯著可能早期傳播至 PLV，且所有尖波發作均傳播至 PLV。
多核團同時記錄時的傳播情況
在同時記錄多個丘腦核團的患者中，廣泛起始的發作傳播至 CM 的時間顯著早于 ANT，而 PLV 在大多數記錄的發作中早期參與。此外，內側顳葉起始的發作可能同時早期傳播至 ANT 和 PLV，但兩者之間的傳播時間無顯著差異。
研究結論表明，癲癇發作的電圖形特征，包括發作起始區域和傳播模式，能夠預測特定發作網絡中涉及的丘腦核團。多區域廣泛起始的發作很可能早期傳播至 CM 和 PLV，內側顳葉起始的發作更可能早期傳播至 ANT，局灶性發作則最不可能傳播至任何丘腦核團。尖銳發作模式的發作傳播至任何核團的可能性最高，而 HYP 發作傳播至任何核團的可能性最低。
該研究首次表明，發作特征可預測傳播至不同丘腦核團，為臨床醫生確定丘腦神經調控的最合適刺激靶點提供了依據。例如，對于廣泛起始的發作，CM 和 PLV 可能是更可行的靶點；而對于內側顳葉起始的發作，ANT 可能更合適。此外，該研究還驗證了自動化發作傳播檢測方法的有效性，為未來閉環神經調控設備中發作檢測算法的優化提供了參考。隨著對丘腦在癲癇傳播中的作用以及神經調控影響的進一步了解，有望開發出更有效的神經調節療法，為難治性癲癇患者帶來新的希望。
