Étude des facteurs pronostiques de la chirurgie de l'épilepsie, basée sur la quantification du signal SEEG

L'épilepsie est une maladie neurologique grave et répandue. Environ un tiers des patients présentent une résistance au traitement antiépileptique et peuvent bénéficier d'une chirurgie de l'épilepsie.L'évaluation pré-chirurgicale vise à identifier la zone épileptogène et à repérer les zones fonctionnelles avant une éventuelle opération résective. Elle comprend des évaluations cliniques, des observations par différentes techniques d’imagerie et des analyses électroencéphalographiques. Sur ces tracés, plusieurs méthodes d’analyse de signal ont été proposées aider à identifier la zone épileptogène, notamment l'EI, et le cEI (qui ajoute une mesure de connectivité dirigée (les "out-degrees") à l'indice d'épileptogénicité original EI).Dans cette étude, nous avons cherché à :(i) évaluer les performances de deux outils d’analyse quantitative du signal SEEG, l’EI et le cEI, dans la définition de la zone épileptogène, comparativement à la méthode de référence (par analyse visuelle) ;(ii) évaluer l’apport de ces outils dans la prédiction du pronostic chirurgical ;(iii) rechercher des facteurs pronostiques de la chirurgie de l’épilepsie grâce à la quantification du signal SEEG à l’aide de ces outils.Pour ce faire nous avons étudié les crises enregistrées par SEEG chez 53 patients, souffrant d'épilepsie focale pharmaco-résistante. Nous avons appliqué les deux mesures décrites à chaque crise, et les avons comparés au volume cérébral réséqué. Nos résultats retrouvent que :- la résection de la zone épileptogène telle que définie par l’EI, par le cEI, ou visuellement semble plus importante chez les patients libres de crises que chez les patients non libres de crise.- le cEI montre une meilleure sensibilité que l’EI à identifier les régions épileptogènes, pour une précision égale.- la non-résection de zones identifiées comme épileptogènes par le cEI est statistiquement plus fréquemment retrouvée chez les patients non libres de crises que chez les patients libres de crise.- nous ne retrouvons pas de variation significative du nombre de régions épileptogènes (tel qu’établis par ces chacun des deux outils) selon le devenir post-chirurgical des patients.- il apparait cependant une corrélation négative entre durée d’évolution et nombre de régions épileptogènes retrouvées par le cEI, qui n’est pas retrouvées avec l’EI.- nos résultats retrouvent également une tendance significative à un moins grand nombre de zones épileptogènes chez les patients non libres de crises que chez les patients libres de crises.- enfin, nous n’avons pas retrouvé de corrélation entre nombre de régions caractérisées comme épileptogènes et l’existence ou non d’une lésion à l’IRM. Dans ce travail, nous avons pu prouver la robustesse de nos outils, ainsi que leur pertinence en pratique courante : bien que ni l’EI ni le cEI ne puissent remplacer l’analyse visuelle, ils constituent un complément fiable et utile, permettant par exemple de signaler des décharges épileptiques qui pourraient passer inaperçues ; ou donnant à l’électrophysiologiste des informations précieuses sur la construction du réseau épileptique

Disordered information processing dynamics in experimental epilepsy

Neurological disorders share common high-level alterations, such as cognitive deficits, anxiety, and depression. This raises the possibility of fundamental alterations in the way information conveyed by neural firing is maintained and dispatched in the diseased brain. Using experimental epilepsy as a model of neurological disorder we tested the hypothesis of altered information processing, analyzing how neurons in the hippocampus and the entorhinal cortex store and exchange information during slow and theta oscillations. We equate the storage and sharing of information to low level, or primitive, information processing at the algorithmic level, the theoretical intermediate level between structure and function. We find that these low-level processes are organized into substates during brain states marked by theta and slow oscillations. Their internal composition and organization through time are disrupted in epilepsy, loosing brain state-specificity, and shifting towards a regime of disorder in a brain region dependent manner. We propose that the alteration of information processing at an algorithmic level may be a mechanism behind the emergent and widespread co-morbidities associated with epilepsy, and perhaps other disorders

Transient cortico‐cortical disconnection during psychogenic nonepileptic seizures (PNES)

International audienc

Perturbed Information Processing Complexity in Experimental Epilepsy

International audienceComorbidities, such as cognitive deficits, which often accompany epilepsies, constitute a basal state, while seizures are rare and transient events. This suggests that neural dynamics, in particular those supporting cognitive function, are altered in a permanent manner in epilepsy. Here, we test the hypothesis that primitive processes of information processing at the core of cognitive function (i.e., storage and sharing of information) are altered in the hippocampus and the entorhinal cortex in experimental epilepsy in adult, male Wistar rats. We find that information storage and sharing are organized into substates across the stereotypic states of slow and theta oscillations in both epilepsy and control conditions. However, their internal composition and organization through time are disrupted in epilepsy, partially losing brain state selectivity compared with controls, and shifting toward a regimen of disorder. We propose that the alteration of information processing at this algorithmic level of computation, the theoretical intermediate level between structure and function, may be a mechanism behind the emergent and widespread comorbidities associated with epilepsy, and perhaps other disorders. SIGNIFICANCE STATEMENT Comorbidities, such as cognitive deficits, which often accompany epilepsies, constitute a basal state, while seizures are rare and transient events. This suggests that neural dynamics, in particular those supporting cognitive function, are altered in a permanent manner in epilepsy. Here, we show that basic processes of information processing at the core of cognitive function (i.e., storage and sharing of information) are altered in the hippocampus and the entorhinal cortex (two regions involved in memory processes) in experimental epilepsy. Such disruption of information processing at the algorithmic level itself could underlie the general performance impairments in epilepsy

Present and future mass standards for the LNE watt balance and the future dissemination of the mass unit in France

International audienceThe value of the Planck constant h was determined in 2014 by means of the LNE watt balance experiment. The relative standard uncertainty was 31 parts in 108. This first determination was performed in air with a 500 g mass standard made from XSH Alacrite. The main uncertainty components in air associated with the mass involve the calibration, the mass stability, the buoyancy correction and the magnetic interaction correction. The combined relative uncertainty due to the mass is 7.2 parts in 108. The use in 2016 of a mass standard made from platinum iridium alloy significantly reduces the component of uncertainty arising from the mass standard for a Planck constant measurement either in air or under vacuum. The relative uncertainty due to this contribution is estimated to be about 3 parts in 108 in air and one part in 108 under vacuum. The future system for the dissemination of the mass unit using the LNE watt balance will be based on a primary realization with three 500 g mass standards made from platinum–iridium alloy, pure iridium and Udimet 720 respectively, coupled with a pool of kilograms made from different materials. Pure iridium and Udimet 720 are new materials to make reference mass standards proposed by CNAM and LNE respectively and have never been used by any NMI for manufacturing mass standards until now. Some new results concerning their surface behavior are given

Proteolysis of casein micelles by [i]Pseudomonas fluorescens[/i] CNRZ 798 contributes to the destabilisation of UHT milk during its storage at 20°C

L'instabilité du lait UHT au cours de sa conservation est une réelle préoccupation pour les industriels et les scientifiques. Dans cette étude, les rennais de l'UMR STLO confirment la piste enzymatique, en particulier celle des protéases de Pseudomonas fluorescens qui sont capables de conserver une partie de leur activité après un traitement thermique UHT. Les chercheurs comparent la stabilité d'un lait microfiltré puis contaminé par P. fluorescens CNRZ 798 avant traitement thermique UHT et un lait témoin microfiltré et UHT exempt de toute contamination. Durant 92 jours de stockage à 20°C, les chercheurs s'intéressent aux changements physico-chimiques et biochimiques des micelles de caséines. Ils évaluent la stabilité des laits de trois manières : 1) un test au phosphate et une observation des agrégats, 2) une mesure de la taille, du potentiel zêta et de l'hydratation des micelles et 3) une analyse quantitative et qualitative de la protéolyse des laits par HPLC couplée à une analyse en spectrométrie de masse (ESI‑MS/MS). Au cours du stockage, tous les facteurs contribuant à la stabilité des micelles se détériorent dans le lait contaminé par P. fluorescens. La présence de sédiments et le résultat du test au phosphate (test de Ramsdell) permettent de constater ce phénomène. En fin de conservation, 2,4 mL de phosphate (KH2PO4 0,5 M) sont nécessaires à déstabiliser le lait témoin, alors que la déstabilisation du lait contaminé est visible avant même la réalisation du test. La granulométrie laser, le potentiel zêta et l'hydratation des micelles le confirment. Le potentiel zêta passe de ‑ 17 mV pour le témoin à ‑ 14 mV pour le lait contaminé, l'hydratation des micelles chute de 0,45 g d'eau par g de particules sèches et la taille des micelles augmente de 127 nm pour l'essai ce qui confirme leur agrégation. C'est une protéolyse accrue et complexe des caséines qui explique tous ces changements. En fin de stockage, les chercheurs mesurent dans le lait contaminé une teneur en protéines solubles (NCN) 10 fois supérieure à celle du témoin et une teneur en azote non protéique (NPN) 5 fois supérieure : + 3,4 g/kg‑1 de NCN et + 0,6 g/kg‑1 de NPN. L'aire chromatographique, huit fois supérieure dans l'essai avec P. fluorescens, illustre bien cette protéolyse. Avec la spectrométrie de masse, les auteurs montrent que le nombre de peptides du lait témoin est stable durant la conservation (environ 37) mais celui du lait contaminé passe de 51 après traitement UHT à 153 en fin de stockage. Les protéases de P. fluorescens semblent hydrolyser préférentiellement les caséines‑β puis αs1, κ et αs2. La caséine‑β est coupée en 62 liaisons situées entre les séquences 29‑69, 84‑110 et 157‑191. Sept peptides proviennent du clivage de la caséine‑κ, certains sont issus de l'hydrolyse de la liaison Phe105‑Met106. Les protéases de P. fluorescens produisent, au même titre que la chymosine, le caséinomacropeptide, expliquant ainsi la chute du potentiel zêta des micelles et leur perte d'hydratation

Transient cortico‐cortical disconnection during psychogenic nonepileptic seizures (PNES)

International audienc

Stabilité des laits UHT au cours de leur stockage

Une déstabilisation du lait UHT, sous forme de gel ou de sédiment, peut se produire au cours du stockage. Ce phénomène constitue une réelle problématique industrielle et scientifique. La déstabilisation du lait UHT (140 °C, 4s) au cours du stockage est provoquée par la protéolyse des micelles de caséines. Peu d’informations sont disponibles sur les facteurs enzymatiques à l’origine de ce phénomène. Par ailleurs, il n’existe aucun test permettant de détecter l’instabilité du lait avant traitement thermique. Trois facteurs enzymatiques ont été testés : la plasmine, les enzymes de cellules somatiques et les protéases d’une souche de Pseudomonas (Pseudomonas Flurorescens CNRZ 798). Seules les protéases de la souche de Pseudomonas, très résistantes à la température, ont provoqué une déstabilisation du lait UHT au cours du stockage. Ce projet se poursuit par l’étude de l’impact de plusieurs souches de Pseudomonas sur la qualité du lait et par la mise au point d’un test capable de les détecter dans le lait avant traitement thermique

Tensile and micro-compression behaviour of AISI 316L austenitic stainless steel single crystals at 20°C and 300°C: experiments, modeling and simulations

International audienceThe mechanical behaviour of 316L stainless steel single crystal is characterised at room temperature and 300°C. Elasticity moduli at room temperature are obtained with resonant ultrasound spectroscopy. Their dependence on temperature is calibrated with molecular dynamics simulations. The plastic behaviour is characterised by tensile tests on millimetre-sized single crystal specimens and compression tests on micrometre-sized single crystal specimens. A constitutive model of crystal plasticity based on dislocation density hardening at finite strains is developed and implemented in an open-source material subroutine compatible with several finite element (FE) and fast Fourier transform (FFT) solvers. Tensile curves at room temperature and 300 ◦ C are used to calibrate the interaction coefficients for self and coplanar dislocation interactions. The dislocation mean free path for obstacle dislocations and the annihilation distance are also calibrated. The calibrated model predicts tensile curves in excellent agreement with experimental data. In addition, the predicted plastic strain fields are in good agreement with the experimental fields obtained by digital image correlation. Semi-quantitative agreement between simulation and experimental data is obtained for micro-compression tests without further calibration of the model. Finally, an extension to polycrystals with grain size effects is finally proposed. The predicted strain hardening behaviour is compared with experimental data on stainless steel polycrystals

The role of quantitative markers in surgical prognostication after stereoelectroencephalography

Abstract Objective Stereoelectroencephalography (SEEG) is the reference method in the presurgical exploration of drug‐resistant focal epilepsy. However, prognosticating surgery on an individual level is difficult. A quantified estimation of the most epileptogenic regions by searching for relevant biomarkers can be proposed for this purpose. We investigated the performances of ictal (Epileptogenicity Index, EI; Connectivity EI, cEI), interictal (spikes, high‐frequency oscillations, HFO [80–300 Hz]; Spikes × HFO), and combined (Spikes × EI; Spikes × cEI) biomarkers in predicting surgical outcome and searched for prognostic factors based on SEEG‐signal quantification. Methods Fifty‐three patients operated on following SEEG were included. We compared, using precision‐recall, the epileptogenic zone quantified using different biomarkers (EZq) against the visual analysis (EZC). Correlations between the EZ resection rates or the EZ extent and surgical prognosis were analyzed. Results EI and Spikes × EI showed the best precision against EZc (0.74; 0.70), followed by Spikes × cEI and cEI, whereas interictal markers showed lower precision. The EZ resection rates were greater in seizure‐free than in non‐seizure‐free patients for the EZ defined by ictal biomarkers and were correlated with the outcome for EI and Spikes × EI. No such correlation was found for interictal markers. The extent of the quantified EZ did not correlate with the prognosis. Interpretation Ictal or combined ictal–interictal markers overperformed the interictal markers both for detecting the EZ and predicting seizure freedom. Combining ictal and interictal epileptogenicity markers improves detection accuracy. Resection rates of the quantified EZ using ictal markers were the only statistically significant determinants for surgical prognosis