额叶癫痫脑网络连接特征及形成机制的研究

Epilepsy is a result of abnormal brain connectivity, not only restricted to seizure foci but also involves distant cerebral regions. This study will utilize multiple technologies including TMS, EEG, MEG and fcMRI to collect and analyse signals, particularly focus on the characterization of brain connectivity associated with frontal lobe seizure and explore the underlying mechanism of pathologic connectivity formation. This study will further investigate the effects of rTMS modulation on frontal seizure network, locomotive and emotional network, as well as a comparison with normal subjects. This study aim to locate the origin of abnormal oscillation and discover the general character of pathological brain connectivity associated with frontal lobe seizure. This study will investigate the connectivity of locomotive network under physiological or pathological conditions and discuss the general character of locomotive network connectivity associated with seizure. This study will investigate the oscillation patterns of emotional control networks and search for a mechanistic theory on abnormal emotional modulation associated with frontal lobe epilepsy. Finally, this study will determine the abnormal networks alterations after rTMS modulation.

额叶是重要的脑功能区，执行着运动、语言等特定的功能，参与工作记忆、认知及情感等大脑高级活动。额叶癫痫（FLE）常伴有运动、情感及认知等相关功能的损害。国内外及我们前期的研究提示：额叶癫痫存在脑网络连接的异常，不仅涉及致痫区，也涉及远隔脑区，但其机制不清。因此，我们利用TMS、EEG、MEG及fcMRI等多种手段及信号分析方法，分别对额叶癫痫网络、运动及情感相关的网络连接进行分析。旨在：研究额叶癫痫网络的连接特征及形成机制；发现致痫灶异常振荡起源点及其传播规律；探索运动相关的网络在病理或生理状态下的振荡规律；分析额叶癫痫发作时情绪调控的失常机制。并利用rTMS调控技术，对致痫灶异常振荡起源点及病理网络相关节点进行干预，以期发现额叶癫痫网络、运动网络和情感网络之间的变化规律。为明确额叶癫痫脑网络、运动及情感相关网络与临床特征的相关性，指导癫痫外科治疗、改变癫痫病治疗理念提供重要依据。

额叶癫痫存在脑网络连接的异常，不仅涉及致痫区，也涉及远隔脑区。因此额叶癫痫患者常伴有运动、情感及认知等相关功能的损害。本课题利用EEG、MEG、fcMRI及TMS等多种手段及信号分析方法，重点对额叶癫痫网络、运动及情感相关的网络连接进行分析。本研究发现同正常人相比，额叶癫痫患者功能网络连接存在异常，具体表现为在执行运动任务过程中，运动信息的传导方向为从SMA区至M1区，而在癫痫发作起始过程中信息传导的方向为M1区至SMA区。与正常对照组相比较，对此组额叶癫痫患者进行的皮层-皮层诱发电位及致痫指数分析，发现额叶皮层与其他功能脑区之间的功能连接增强。另外，对本组额叶癫痫进行认知评估，显示额叶癫痫患者认知受损较正常对照组重。本课题通过探索额叶癫痫脑网络、运动及情感相关网络与临床特征的相关性, 有利于精确的定位额叶癫痫异常脑功能网络连接以及致痫网络异常起源点。这种多模态方式对于癫痫病灶定位的探索，对于认识癫痫的发病机制的解析提供了有力证据。