Intracranial neuronal ensemble recordings and analysis in epilepsy

Pathological neuronal firing was demonstrated 50 years ago as the hallmark of epileptically transformed cortex with the use of implanted microelectrodes. Since then, microelectrodes remained only experimental tools in humans to detect unitary neuronal activity to reveal physiological and pathological brain functions. This recording technique has evolved substantially in the past few decades; however, based on recent human data implying their usefulness as diagnostic tools, we expect a substantial increase in the development of microelectrodes in the near future. Here, we review the technological background and history of microelectrode array development for human examinations in epilepsy, including discussions on of wire-based and microelectrode arrays fabricated using micro-electro-mechanical system (MEMS) techniques and novel future techniques to record neuronal ensemble. We give an overview of clinical and surgical considerations, and try to provide a list of probes on the market with their availability for human recording. Then finally, we briefly review the literature on modulation of single neuron for the treatment of epilepsy, and highlight the current topics under examination that can be background for the future development

Invazív neuromoduláció a gyógyszerrezisztens epilepsziák kezelésében

Absztrakt A neuromoduláció az orvostudománynak egy új, igen dinamikusan fejlődő területe, ami azt vizsgálja, hogy az elektromos, kémiai vagy mechanikai behatások mi módon változtatják meg a központi és a perifériás idegrendszer működését. Ugyanakkor egy reverzibilis terápiás módszer, aminek segítségével a gyógyszeresen már nem befolyásolható mozgászavarok, neuropathiás fájdalmak, epilepsziák, bizonyos pszichiátriai kórképek vagy akár a súlyos spasticitas, hólyag- és székletürítési zavarok, ischaemiás szívbetegség okozta panaszok és tünetek jelentősen javulnak és ezzel szignifikánsan javítható a betegek életminősége. A neuromodulációnak két nagy területe a noninvazív és az invazív neuromoduláció. A noninvazív neuromodulációhoz tartozik a repetitív transcranialis mágneses ingerlés, az egyenáramú stimuláció (direct current stimulation) és a transcutan elektromos neurostimuláció. Az invazív neuromodulációhoz sorolandó módszerek a mély agyi stimuláció, a motorosagykéreg-stimuláció, a gerincvelő-stimuláció, a perifériásideg-stimuláció, a sacralisideg-ingerlés és a subcutan stimuláció. A cikkben áttekintjük az epilepszia-sebészetben napjainkban alkalmazott neuralis interface technológiákat. Orv. Hetil., 2015, 156(52), 2103–2109

Az epilepsziás betegek ellátásának változása a COVID–19-járvány első veszélyhelyzeti periódusában

Bevezetés: A COVID–19-járvány világszerte hónapokra átalakította a járóbeteg-ellátás működését is. Magyarországon a 2020. március 11-től 2020. június 17-ig fennálló egészségügyi veszélyhelyzeti rendelkezések szabták meg az új kereteket. Célkitűzés: Az első veszélyhelyzeti periódus második felében, 2020. április 22. és 2020. május 5. között mértük fel az epilepsziaellátásban részt vevő orvosok véleményét, hogy milyen mértékben változott a betegek ellátása, és hogyan élték meg a változásokat személyesen. Módszer: Internetes kérdőíves véleményfelmérés történt, a Magyar Epilepszia Liga 2020. április 16–17-re tervezett, de a COVID–19-járvány miatt elhalasztott XV. kongresszusára regisztrált neurológusok között. Kilenc egyszeres vagy többszörös feleletválasztós kérdés és ’szabad kommentár’ mezők álltak rendelkezésre. Eredmények: A megkeresett 116 neurológus közül 33-an válaszoltak (28%), összesen 30 kommentár került rögzítés- re. 73%-uk szerint a változások komoly nehézséget okoztak, 15%-uk gondolta, hogy ennek súlyos következményei lesznek. Új betegek fogadása 53%-ban leállt, 25%-ban nagy nehézségekbe ütközött. A gondozott betegek problémá- it 49%-ban a távvizit lehetőségeivel élve meg tudták oldani, de 24%-ban ez nem sikerült. A beteg távollétében lebo- nyolított vizitek 68%-a dokumentált telefonbeszélgetések formájában zajlott. Az orvosok kétharmada veszélyeztetve érezte magát, hogy elkapja a vírust, ebből 40% úgy érezte, nem kap elegendő védelmet, 6% (2 fő) kapta el a fertőzést. Következtetés: A COVID–19-járvány a leginkább az új szakvélemények kiadását érintette, de a gondozási feladatokat sem mindig lehetett megfelelően megoldani. A károkat jelentősen enyhítette az ellátószemélyzet rugalmassága. A te- lefonvizitek, szükség esetén, az epileptológiában pótolhatják a személyes orvos-beteg találkozásokat. A járvány visz- szatérésének veszélye miatt a távvizit-alkalmazások technikai fejlesztése és ezek dokumentálási kérdéseinek megoldá- sa fontos. A járványidőszakban a személyzet védelmére nagy figyelmet kell fordítani a fertőződés elkerülése és az orvosok biztonságérzetének fokozása érdekében

Epilepsy as a derailment of sleep plastic functions may cause chronic cognitive impairment - A theoretical review

We report on a peculiar way of chronic cognitive impairment associated with interictal epileptic activity during NREM sleep. We review three major groups of epilepsy: mesiotemporal epilepsy (MTLE) involving the epileptic derailment of the hippocampal declarative memory system; childhood developmental epileptic encephalopathies; and the spectrum disorders of the perisylvian communication network with the centrotemporal spike phenomenon, overarching child- and adulthood epilepsies, totaling up the majority of epilepsies in childhood. We outline high impact research-lines on the cognitive harm of epilepsy; causing specific or global cognitive decline through its interference with sleep plastic functions. We highlight the key role of interictal activity in the development of cognitive impairment and the fact that we are unarmed against this harm, antiepileptic pharmaco-therapy being ineffective against the interictal process marked by spikes and high frequency oscillations

Superficial Slow Rhythms Integrate Cortical Processing in Humans

The neocortex is composed of six anatomically and physiologically specialized layers. It has been proposed that integration of activity across cortical areas is mediated anatomically by associative connections terminating in superficial layers, and physiologically by slow cortical rhythms. However, the means through which neocortical anatomy and physiology interact to coordinate neural activity remains obscure. Using laminar microelectrode arrays in 19 human participants, we found that most EEG activity is below 10-Hz (delta/theta) and generated by superficial cortical layers during both wakefulness and sleep. Cortical surface grid, grid-laminar, and dual-laminar recordings demonstrate that these slow rhythms are synchronous within upper layers across broad cortical areas. The phase of this superficial slow activity is reset by infrequent stimuli and coupled to the amplitude of faster oscillations and neuronal firing across all layers. These findings support a primary role of superficial slow rhythms in generating the EEG and integrating cortical activity