Conocimiento Bóveda 3/17 - G.TEC BCI & Neurotecnología Escuela de Primavera 2024 - Día 2
Respuestas corticales directas, potencial evocado axono-cortical y cortico-cortical
para guiar la cirugía cerebral (tumor): intereses, medidas e interpretaciones
François Bonnetblanc, Universidad de Montpellier (FR)
<Imagen de Resumen>

Gráfico de Conceptos & Resumen usando Claude 3 Opus | Chat GPT4 | Llama 3:

graph LR classDef bonnet fill:#f9d4d4, font-weight:bold, font-size:14px; classDef objectives fill:#d4f9d4, font-weight:bold, font-size:14px; classDef stimulation fill:#d4d4f9, font-weight:bold, font-size:14px; classDef potentials fill:#f9f9d4, font-weight:bold, font-size:14px; classDef challenges fill:#f9d4f9, font-weight:bold, font-size:14px; A["François Bonnetblanc"] --> B["respuestas corticales guían
cirugía de tumores, electrogénesis. 1"] A --> C["Objetivos: conectividad intraoperatoria, monitoreo,
electrogénesis evocada, neuromodulación. 2"] A --> D["Macro-estimulación: menos invasiva, problemas de selectividad.
Investigación temprana combinó técnicas. 3"] A --> E["DCR en neurocirugía. CCP mapea
conectividad epiléptica. Uso en tumores. 4"] A --> F["Problemas quirúrgicos: márgenes funcionales,
evitar desconexión, monitoreo en línea. 5"] F --> G["Potenciales de cerebro a cerebro expanden monitoreo,
superan límites de imagen. 6"] A --> H["Desafíos intraoperatorios: muchos electrodos,
artefactos, entorno. Técnica cuidadosa. 7"] A --> I["Estimulación: bipolar, 1-10 Hz, 0.25-3 mA.
Alta muestreo, mínimo filtrado. 8"] A --> J["Potenciales clave: DCR, ACEP, CCP. 9"] J --> K["Literatura: N1 consistente en
DCR, ACEP, CCP. P0, N2 a veces. 10"] J --> L["A pesar de diferencias de estimulación,
N1 refleja salida cortical. 11"] J --> M["Largo alcance: retraso, atenuación, dilatación
vs corto alcance. Velocidad de conducción. 12"] J --> N["Formas de onda no canónicas: inversión de polaridad,
oscilaciones. No bien entendidas. 13"] J --> O["N1: suma de potenciales postsinápticos
excitatorios. Lineal con unitario. 14"] O --> P["N1 similar para DCR, ACEP.
Algunas diferencias de EPSP. 15"] O --> Q["Actividad gamma DCR durante relajación N1
vs ACEP. Conexiones horizontales. 16"] J --> R["P0: suma de potenciales de acción
sincronizados. Conectividad directa. 17"] R --> S["P0 calcula velocidades de conducción.
Difícil de medir. 18"] S --> T["Velocidades de P0 realistas.
N1 subestima velocidad. 19"] A --> U["Modelado de activación axonal: volumen,
propiedades, orientación. En investigación. 20"] A --> V["Desafíos: resolución, 'punto caliente' de activación,
artefactos. Múltiples medidas validan. 21"] A --> W["Buenas grabaciones: alta muestreo,
amplitud, sin filtros. Alternación de polaridad. 22"] A --> X["Parámetros clásicos no bien
caracterizados. Efecto en respuesta. 23"] X --> Y["Alta frecuencia: deriva negativa,
atenuación de N1. Filtros oscurecen. 24"] A --> Z["Futuro: fusión de datos, conectividad en tiempo real,
márgenes de resección. 25"] Z --> AA["Electrofisiología subyacente necesita comprensión.
Localización de fuentes, modelado de generadores faltan. 26"] A --> AB["Equipo: estudiantes Clotilde, Félix, Olivier.
Clínicos Montpellier, París, Japón. 27"] A --> AC["Cirugía: 0.2-3 mA bipolar.
Menor que rejillas de epilepsia. 28"] AC --> AD["Sin impedancia rutinaria. Artefacto
impide grabación de pulsos. Bajas frecuencias. 29"] A --> AE["Enfoque en electrofisiología. Futuro:
dolor, redes funcionales. 30"] class A,B bonnet; class C objectives; class D,H,I,W,X,Y,AC,AD stimulation; class E,F,G,J,K,L,M,N,O,P,Q,R,S,T potentials; class U,V,Z,AA,AE challenges;

Resumen:

1.-François Bonnetblanc discutió el uso de respuestas corticales directas y potenciales evocados corticales para guiar la cirugía de tumores cerebrales y comprender la electrogénesis evocada.

2.-Los objetivos clave son identificar la conectividad anatómica intraoperatoriamente, reforzar el monitoreo neural intraoperatorio y comprender la electrogénesis evocada para una neuromodulación cerebral efectiva.

3.-La macro-estimulación es menos invasiva que la micro-estimulación pero tiene problemas de selectividad. La investigación temprana combinó grabaciones de superficie con grabaciones extracelulares unitarias invasivas.

4.-Goddring aplicó la técnica DCR a la neurocirugía. Matsumoto usa CCP para mapear la conectividad en pacientes epilépticos. El uso actual es para cirugía de tumores.

5.-Los problemas quirúrgicos incluyen tomar márgenes en tejido funcional y evitar síndromes de desconexión. Se utiliza monitoreo funcional en tiempo real en cirugías despiertas.

6.-Se están desarrollando potenciales evocados de cerebro a cerebro para expandir el monitoreo neural intraoperatorio, especialmente bajo anestesia general, ya que la guía por imagen tiene limitaciones.

7.-Medir buenas respuestas evocadas intraoperatoriamente es complejo debido a muchos electrodos, artefactos de estimulación y el entorno quirúrgico. Se requiere una técnica cuidadosa.

8.-La estimulación utiliza un electrodo bipolar a 1-10 Hz y 0.25-3 mA. Se utilizan altas tasas de muestreo (19.2 kHz) con mínimo filtrado.

9.-Los potenciales evocados clave son DCR (estimulación y grabación en el mismo giro), ACEP (estimulación de materia blanca, grabación cortical) y CCP (cortico-cortical).

10.-La literatura muestra alguna variación en las formas de onda, pero un potencial negativo N1 consistente en DCR, ACEP y CCP. P0 y N2 también se ven a veces.

11.-A pesar de las diferencias de estimulación, se observan formas de onda canónicas con N1 para DCR, ACEP y CCP, reflejando principalmente la salida cortical.

12.-Para potenciales de verdadero largo alcance, se debe observar un retraso, atenuación y dilatación en comparación con el potencial de corto alcance debido a la velocidad de conducción.

13.-Ocasionalmente se observan algunas formas de onda no canónicas, como inversión de polaridad u oscilaciones, pero no se entienden bien. La mayoría son la forma de onda canónica N1.

14.-El N1 se considera una suma de potenciales postsinápticos excitatorios en dendritas apicales. Existe una relación lineal con respuestas extracelulares unitarias.

15.-A pesar de las diferencias de estimulación, la forma de onda N1 es similar para DCR y ACEP, reflejando la activación de axones de gran diámetro. Se observan algunas diferencias de EPSP.

16.-El análisis tiempo-frecuencia muestra una mayor actividad gamma DCR durante la fase de relajación N1 en comparación con ACEP, posiblemente reflejando la activación de conexiones corticales horizontales.

17.-El potencial P0, que ocurre antes de 8 ms, se considera una suma de potenciales de acción sincronizados en axones grandes directamente activados.

18.-El P0 es un marcador de conectividad anatómica directa y se puede usar para calcular velocidades de conducción, pero es difícil de medir.

19.-Las velocidades de conducción calculadas a partir del P0 son realistas basadas en diámetros de axones. El pico N1 no debe usarse ya que subestima la velocidad.

20.-Se está investigando el modelado de la activación axonal a partir de la estimulación. Los factores incluyen el volumen conductor, las propiedades del axón y la orientación de la estimulación en relación con los axones.

21.-Los desafíos incluyen resolución limitada, encontrar el "punto caliente" de activación y eliminar artefactos de estimulación. Usar múltiples medidas puede ayudar a validar potenciales de largo alcance.

22.-Las altas tasas de muestreo, la resolución de amplitud, sin filtros de hardware son importantes para buenas grabaciones. La alternancia de polaridad de estimulación puede ser útil pero poco investigada.

23.-Los parámetros de estimulación clásicos como intensidad, ancho de pulso y frecuencia no están bien caracterizados en términos de efecto en la respuesta evocada.

24.-Aumentar la frecuencia de estimulación causa una deriva negativa lenta y atenuación de la respuesta N1. Los filtros de paso alto pueden oscurecer este efecto.

25.-Las direcciones de investigación futura incluyen la fusión de datos con imágenes, medir la conectividad en tiempo real y usar respuestas evocadas para guiar los márgenes de resección de tumores.

26.-Sin embargo, primero se necesita comprender mejor la electrofisiología subyacente. La localización de fuentes y el modelado de generadores son insuficientes en comparación con la investigación de EEG espontáneo.

27.-El equipo de investigación incluye a los estudiantes de doctorado Clotilde, Félix y Olivier, colaborando con clínicos en Montpellier, París y Japón (grupo del Prof. Matsumoto).

28.-Las intensidades de estimulación son de 0.2-3 mA con una sonda bipolar para cirugía de tumores, más bajas que las rejillas de epilepsia debido a consideraciones de densidad de corriente.

29.-No se mide rutinariamente la impedancia. El artefacto impide la grabación durante el propio pulso de estimulación. Las frecuencias se mantienen bajas para evitar descargas posteriores y convulsiones.

30.-El equipo utiliza ECoG estándar y se enfoca en la electrofisiología. El trabajo futuro puede centrarse en el dolor y otras redes funcionales.

Bóveda del Conocimiento construida porDavid Vivancos 2024