El Fin Del Conocimiento - Bóveda 3 - G.TEC BCI & Neurotecnología Escuela de Primavera 2024 - Día 4

graph LR classDef main fill:#f9d4d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef brain fill:#d4f9d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef signal fill:#d4d4f9, font-weight:bold, font-size:14px classDef biomarker fill:#f9f9d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef network fill:#f9d4f9, font-weight:bold, font-size:14px A["Dora Hermes"] --> B["combina ecog, estimulación, fMRI
para estudiar el cerebro. 1"] B --> C["Estimulación eléctrica con grabaciones, DTI
comprender redes, salud. 2"] A --> D["Potenciales evocados indican salud de circuitos,
usados clínicamente. 3"] A --> E["Electrodos intracraneales estimulan, registran respuestas
a través de haces de fibras. 4"] A --> F["Los humanos tienen mielinización prolongada,
propiedades de propagación neural medidas. 5"] F --> G["Velocidad de conducción del fascículo arqueado
medida en 74 pacientes. 6"] G --> H["Retraso de conducción disminuyó, velocidad aumentó
con la edad a través de tractos. 7"] H --> I["Velocidad aumentó 2 m/s en niños
a 6 m/s en adultos. 8"] H --> J["Fibras U más lentas que tractos corticales-corticales,
sensorial-motor maduró más rápido. 9"] F --> K["Escalas de tiempo de propagación cambian a lo largo de la vida,
el cerebro se actualiza constantemente. 10"] A --> L["Onda HAP biomarcador potencial
del subsistema de memoria límbica. 11"] L --> M["Menos del 50% conexiones hipocampo-cingulado posterior
tenían N1 directo. 12"] L --> N["Polaridad de estimulación, ubicación trazada
vía HAP indirecta. 13"] L --> O["Onda HAP propuesta como nuevo
biomarcador de memoria límbica. 14"] A --> P["Paradigmas convergentes mapean entradas,
anatomía en circuitos poco estudiados. 15"] P --> Q["Identificación de Curva de Perfil Base agrupa
sitios que evocan respuestas similares. 16"] Q --> R["Formas de curva de perfil base distintas
en el surco colateral de un sujeto. 17"] Q --> S["Curvas de perfil base de consenso identificadas
en sujetos en el surco colateral. 18"] P --> T["Estimulación hipocampal, amigdalar suprimió
actividad de banda ancha en surco colateral. 19"] P --> U["Agrupación de respuesta espectro-temporal sugiere
respuestas de circuitos diferentes por entrada. 20"] A --> V["CCEPs probados como biomarcadores
en 10 pacientes con epilepsia. 21"] V --> W["Amplitudes de CCEP disminuyeron después de
estimulación talámica. 22"] A --> X["Velocidades de transmisión neural aumentan
2 veces de infancia a adultez. 23"] A --> Y["Onda HAP se propaga a través de
subsistema de memoria límbica. 24"] A --> Z["Formas de respuesta evocadas por estimulación varían
con tipo de entrada anatómica. 25"] A --> AA["Perfiles espectro-temporales de CCEPs
difieren por tipo de entrada. 26"] A --> AB["Potenciales evocados por estimulación prometedores
biomarcadores de circuitos cerebrales. 27"] A --> AC["Datos y código de estudios
compartidos abiertamente para reproducibilidad. 28"] A --> AD["Corrientes de estimulación bajo 6mA,
pulsos de 200us usados. 29"] A --> AE["Trabajo futuro: estimulación imitando actividad normal,
características de CCEP y procesos cognitivos. 30"] class A main class B,C,E,F,G,H,I,J,K brain class D,L,M,N,O,V,W,X,Y,AA,AB,AC biomarker class P,Q,R,S,T,U,Z network class AD,AE signal

Resumen:

1.- Dora Hermes, profesora de ingeniería biomédica en la Clínica Mayo, combina ecog, estimulación cerebral y fMRI para estudiar redes cerebrales humanas.

2.- La estimulación eléctrica del cerebro combinada con grabaciones intracraneales e imágenes DTI ayuda a comprender las redes cerebrales humanas y la salud de los circuitos.

3.- Los potenciales evocados por la estimulación, utilizados como biomarcadores, indican la salud de los circuitos. Los potenciales evocados auditivos del tronco cerebral se utilizan clínicamente.

4.- Los electrodos intracraneales permiten estimular y registrar respuestas a través de haces de fibras para evaluar la propagación típica de señales e identificar respuestas atípicas.

5.- Los humanos tienen una mielinización prolongada en comparación con otras especies, por lo que las propiedades de propagación de señales neuronales deben medirse en el cerebro humano.

6.- La velocidad de conducción del fascículo arqueado se midió en 74 pacientes para comprender la transmisión típica con la edad.

7.- El retraso de conducción disminuyó y la velocidad aumentó significativamente con la edad a través de los principales tractos de asociación como el fascículo arqueado y el fascículo longitudinal superior.

8.- La velocidad de conducción aumentó de 2 m/s en niños a 6 m/s en adultos para los tractos de asociación larga.

9.- Las fibras U tenían velocidades de conducción más lentas en comparación con los tractos corticales-corticales largos. Las conexiones sensoriales-motoras maduraron más rápido que las conexiones fronto-parietales.

10.- Las escalas de tiempo de propagación de señales neuronales cambian a lo largo de la vida y el cerebro debe actualizarse constantemente. Los datos se comparten abiertamente.

11.- La onda HAP del hipocampo-cingulado anterior-cingulado posterior es un biomarcador potencial del subsistema de memoria límbica.

12.- Menos del 50% de las conexiones hipocampo-cingulado posterior tuvieron una respuesta N1 directa, lo que sugiere una conectividad indirecta mejor identificada por la parametrización canónica.

13.- La polaridad y la ubicación de la estimulación ayudaron a trazar la vía HAP indirecta desde el hipocampo anterior al tálamo anterior al cingulado posterior.

14.- Se propone la onda HAP como un nuevo biomarcador electrofisiológico de la conectividad del subsistema de memoria límbica.

15.- Los paradigmas convergentes, que miden respuestas en un sitio desde la estimulación en muchos, pueden mapear entradas y anatomía en circuitos poco estudiados.

16.- La Identificación de Curva de Perfil Base agrupa sitios de estimulación que evocan formas de respuesta similares para mapear entradas anatómicas a una región.

17.- En un ejemplo, sitios en el hipocampo, la amígdala y la ínsula evocaron formas de curva de perfil base distintas en el surco colateral de un sujeto.

18.- Las curvas de perfil base de consenso, que representan grupos de entrada anatómica canónica, se identificaron en sujetos en el surco colateral.

19.- La estimulación hipocampal y amigdalar suprimió la actividad de banda ancha en el surco colateral, mientras que otros sitios tuvieron menos efecto.

20.- La agrupación de respuestas espectro-temporales sugiere diferentes respuestas de circuitos basadas en el tipo de entrada anatómica, posiblemente reflejando influencias de retroalimentación, avance y lateral.

21.- Los CCEPs como biomarcadores se probaron en 10 pacientes con epilepsia para evaluar los efectos de la DBS talámica anterior en la excitabilidad de la red.

22.- Las amplitudes de CCEP disminuyeron después de la estimulación talámica, demostrando que los CCEPs pueden rastrear cambios en la red inducidos por la estimulación como biomarcadores de tratamiento potenciales.

23.- En resumen, las velocidades de transmisión de señales neuronales aumentan más del doble de la infancia a la edad adulta, coincidiendo con los hallazgos de neuroimagen de desarrollo prolongado.

24.- La onda HAP se propaga a través del subsistema de memoria límbica y es un biomarcador potencial de circuitos.

25.- Las formas de respuesta evocadas por la estimulación varían con el tipo de entrada anatómica y pueden agruparse para mapear conexiones en redes poco estudiadas.

26.- Los perfiles espectro-temporales de CCEPs también difieren por tipo de entrada, proporcionando información adicional sobre la naturaleza de la conexión.

27.- En general, los potenciales evocados por la estimulación son prometedores biomarcadores de circuitos cerebrales para estudiar el desarrollo, la mielinización, la propagación de señales y los efectos de las intervenciones.

28.- Los datos y el código de los estudios publicados se comparten abiertamente para permitir la reproducibilidad.

29.- Se utilizan corrientes de estimulación por debajo de 6mA con pulsos de 200µs, con precauciones para evitar inducir convulsiones. Los efectos en las células locales no están claros.

30.- El trabajo futuro podría investigar parámetros de estimulación que imiten la actividad normal, y cómo las características de CCEP se relacionan con el proceso cognitivo normal y la actividad epiléptica anormal.

Bóveda del Conocimiento construida porDavid Vivancos 2024