通过大脑植入数据提前几天预测癫痫发作风险

通过大脑植入数据提前几天预测癫痫发作风险
癫痫发作预测。图片来源:Melanie Proix

根据加州大学旧金山分校、伯尔尼大学和日内瓦大学的神经科学家对临床批准的大脑植入物的数据进行的一项新分析,大脑活动的模式可以用来提前几天预测癫痫患者的癫痫发作风险。

“40年来,预测癫痫发作的努力都集中在开发早期预警系统上,这种系统最多只能在癫痫发作前几秒或几分钟向患者发出警告。这是第一次有人能够提前几天可靠地预测癫痫发作,这真的可以让人们在他们处于高风险或低风险时开始计划他们的生活,”UCSF癫痫中心的神经学家维克拉姆·拉奥博士说,UCSF癫痫中心是帕纳萨斯高地海伦·迪勒医疗中心的一部分。饶是这项新研究的联合高级作者,该研究发表于2020年12月17日《柳叶刀神经病学》

癫痫是一种以反复发作为特征的慢性疾病这会导致抽搐、幻觉或失去意识。几十年来,世界各地的癫痫研究人员一直在努力识别大脑中预示癫痫即将发作的电活动模式,但收效甚微。该研究的作者说,部分原因是技术限制了该领域记录大脑活动的时间,最多只能记录几天到几周,而且是在人工住院的情况下。

在UCSF癫痫中心,一个主要的美国西部患者转诊中心,Rao率先使用了一种植入脑刺激设备,可以通过在即将发作的第一个迹象时精确刺激患者的大脑来快速停止癫痫发作。这个被称为NeuroPace RNS系统的设备也使Rao的团队能够研究患者在正常生活中几个月甚至几年记录的与癫痫发作相关的大脑活动,这在神经科学中通常是闻所未闻的。

通过分析这些数据,Rao和Maxime Baud,医学博士,前UCSF神经内科住院医师,现在伯尔尼大学和日内瓦Wyss生物和神经技术中心的癫痫学家,最近发现癫痫发作并不像它们看起来那么随机,确定每周到每月的“大脑过敏”周期,预测癫痫发作的可能性更高。

在他们的新研究中,Rao和Baud开始测试这些规律模式是否可以用于创建临床可靠的癫痫发作风险预测。

“目前,癫痫患者的癫痫发作威胁是持续的,因为没有方法可以识别高风险和低风险的时间,”这项新研究的共同高级作者波特说。“这对日常活动有非常广泛的影响,包括避免潜在的危险情况,比如洗澡、用热炉子做饭和参加体育运动。”

在日内瓦大学Timothée Proix博士的带领下,研究人员建立了统计模型,将记录的大脑活动模式与随后的18年癫痫发作相匹配加州大学旧金山分校和旧金山加利福尼亚太平洋医疗中心正在跟踪植入NeuroPace设备。然后,他们使用2004年至2018年期间参加RNS系统多中心长期治疗试验的157名参与者的数据测试了这些预测算法。

回顾试验数据,研究人员能够确定患者癫痫发作的可能性比基线高近10倍的时间段,并且在一些患者中,这些高风险时期的迹象可以提前几天检测到。

当然,癫痫发作的风险升高并不一定意味着会发作。癫痫学家仍然不完全了解是什么原因导致癫痫发作在特定的时间发生,尽管许多人报告了可靠的触发因素,如压力、酒精、漏服药剂量或睡眠不足。他把这个系统比作天气预报员使用的预测模型,我们经常用它来决定穿什么衣服,出门时是否带伞。

“我不认为我能够准确地告诉病人她将在明天下午3点17分发作——这就像预测闪电何时会袭来一样,”拉奥说,他是加州大学旧金山分校威尔神经科学研究所欧内斯特·加洛基金会神经学杰出教授。“但我们在这项研究中的发现给了我希望,也许有一天我能够告诉她,根据她的大脑活动,她明天有90%的几率癫痫发作,所以她应该考虑避免酒精等触发因素,避免驾驶等高风险活动。”

研究人员说,对癫痫发作风险进行准确的预先预测还可能使神经学家相应地调整患者的药物剂量,大多数时候保持低剂量以减少副作用,只有在癫痫发作风险较高的时候才增加剂量。

研究人员发现,从研究参与者的大脑活动中预测未来癫痫发作风险的程度存在显著差异。虽然40%的RNS系统试验参与者可以提前几天预测风险,但其他参与者的大脑数据只能预测第二天的风险,还有一些人根本没有表现出可靠预测所需的活动周期。

Rao说,还需要更多的研究来解释这种变化。RNS系统本身的设计是为了检测和避免即将发生的癫痫发作,而不是提前因此,专门设计的设备有可能在更广泛的患者中检测到大脑活动的预测性波动。或者,癫痫患者只是在风险周期的可预测性方面有所不同,就像他们在许多其他方面所做的那样。

Rao说:“值得记住的是,目前,患者对未来完全没有信息,这就像不知道明天的天气如何一样,我们认为我们的结果可以帮助许多人大大减少这种不确定性。”“真正确定这些预测的效用,以及哪些患者将受益最大,将需要前瞻性试验,这是下一步。”


进一步探索

每月的脑循环可以预测癫痫患者的癫痫发作

更多信息:马克·J·库克。根据周期性活动数据推进癫痫发作预测,《柳叶刀神经病学》(2020)。DOI: 10.1016 / s1474 - 4422 (20) 30414 - 2
引用:根据2022年6月15日从//www.pyrotek-europe.com/news/2020-12-seizure-days-advance-brain-implant.html检索的大脑植入物数据(2020年,12月17日)提前几天预测癫痫发作风险
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