Conocimiento Bóveda 3/96 - G.TEC BCI & Neurotecnología Escuela de Primavera 2024 - Día 10
Explorando la fisiología y patología del conectoma cerebral humano mediante CCEP
Riki Matsumoto, Hospital de la Universidad de Kobe (JP)
<Imagen de Resumen >

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

graph LR classDef probing fill:#f9d4d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef ccep fill:#d4f9d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef surgery fill:#d4d4f9, font-weight:bold, font-size:14px classDef connectivity fill:#f9f9d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef future fill:#f9d4f9, font-weight:bold, font-size:14px A["Riki Matsumoto"] --> B["CCEP explora conectividad
mediante estimulación y grabación. 1"] A --> C["CCEP tiene picos tempranos N1
y tardíos N2. 2"] C --> D["N1 refleja conectividad
cortical-cortical corta. 2"] A --> E["CCEP mapea redes funcionales
intraoperatoriamente mediante estimulación. 3"] A --> F["Pasos clave: imagen preoperatoria,
estimulación, encontrar mejor coincidencia. 4"] A --> G["CCEP monitorea fascículo arqueado
durante resección de tumor. 5"] G --> H["Cambios en estimulación alteran
patrón de conectividad CCEP. 6"] H --> I["Estimulación de Broca elicita
CCEP temporal robusto. 6"] A --> J["CCEP explora conectividad cuando
tractografía falla por edema. 7"] J --> K["Amplitud N1 aumenta después de
resección tumoral alivia edema. 7"] A --> L["Aún no hay corte claro de N1
para predecir déficits de lenguaje. 8"] A --> M["Broca y Wernicke muestran
conectividad CCEP bidireccional recíproca. 9"] A --> N["CCEP registrable bajo anestesia general
sin cambios significativos. 10"] A --> O["Revisión 2023: CCEP tiene potencial
pero necesita más investigación, estandarización. 11"] A --> P["Declive de CCEP durante clipado puede
indicar isquemia, predecir déficits. 12"] P --> Q["Reversibilidad del declive puede
predecir resultados. 12"] A --> R["DTI-CCEP permite calcular
velocidad N1 para tractos. 13"] R --> S["Velocidad más rápida en tractos
con mayor anisotropía. 13"] A --> T["EP subcortical-cortical tiene
inicio rápido, sugiere excitación directa. 14"] T --> U["N1 posterior puede reflejar
diferenzas de diámetro de fibras. 14"] A --> V["EP subcortical-cortical intraoperatorio mapea
tractos y conexiones, necesita refinamiento. 15"] A --> W["Mecanismos de N1 y N2:
excitación, retraso, circuitos corticales. 16"] A --> X["Clasificación de forma de onda CCEP puede
proveer ideas de conectividad. 17"] A --> Y["Concepto de exploración de conectividad
data de décadas. 18"] A --> Z["CCEP es conectividad efectiva,
difiere de conectividad funcional. 19"] A --> AA["N1 depende de citoarquitectura
y propiedades de fibras. 20"] A --> AB["N2 puede involucrar circuitos
reverberantes o estructuras subcorticales. 21"] A --> AC["Establecer cortes de N1 requiere
estudios multicéntricos cuidadosos. 22"] A --> AD["Componentes tempranos de CCEP
tienen pequeña amplitud. 23"] AD --> AE["Pico N1 más fácil de cuantificar,
correlaciona con resultados funcionales. 23"] A --> AF["Mapeo intraoperatorio de CCEP de
Broca toma 16 min. 24"] A --> AG["CCEP puede explorar otros tractos,
fascículo arqueado más robusto. 25"] A --> AH["Neuromodulación de estimulación de baja frecuencia
necesita investigación traslacional. 26"] class B,E,F,J,O,Y probing class C,D,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,U,V,W,X,Z,AA,AB,AC,AD,AE,AF,AG ccep class F,G,V,AF surgery class D,H,I,J,K,M,R,S,T,U,Z,AA connectivity class AH future

Resumen:

1.- CCEP (potencial evocado cortico-cortical) es un método para explorar la conectividad estimulando un área cortical y registrando respuestas en otras áreas.

2.- CCEP consiste en picos negativos tempranos N1 y tardíos N2. N1 refleja conectividad a través de fibras cortico-corticales cortas.

3.- CCEP puede mapear redes funcionales intraoperatoriamente estimulando varios sitios corticales. La literatura sobre aplicaciones clínicas e investigativas está creciendo.

4.- Pasos clave: Usar imágenes preoperatorias para guiar electrodos, estimular sitios frontales, encontrar la mejor coincidencia de CCEP con la conectividad del fascículo arqueado.

5.- Durante la resección de tumor cerca del fascículo arqueado, CCEP se monitorea estimulando el área de Broca y registrando desde sitios temporales.

6.- Mover la estimulación 1 cm cambia el patrón de conectividad CCEP, mostrando diferencias en el cableado cortical. La estimulación de Broca elicita un CCEP temporal robusto.

7.- CCEP puede explorar la conectividad fisiológica cuando la tractografía falla debido al edema. La amplitud N1 aumenta después de que la resección tumoral alivia el edema.

8.- Aún no se ha establecido un valor de corte claro de amplitud N1 de CCEP para predecir déficits de lenguaje. Se necesita más investigación.

9.- Las áreas de Broca y Wernicke muestran conectividad CCEP bidireccional recíproca, pero la estimulación de Broca produce respuestas temporales más robustas.

10.- CCEP puede registrarse bajo anestesia general como propofol sin cambios significativos en la forma de onda, distribución o amplitud.

11.- Una revisión de 2023 concluye que CCEP tiene potencial para guiar decisiones quirúrgicas y minimizar déficits, pero necesita más investigación y estandarización.

12.- El declive de CCEP durante el clipado de aneurisma puede indicar isquemia y predecir déficits mejor que MEP/SEP. La reversibilidad del declive puede predecir resultados.

13.- La combinación DTI-CCEP permite calcular la velocidad N1 para diferentes tractos. La velocidad es más rápida en tractos con mayor anisotropía fraccional.

14.- El EP subcortical-cortical del fascículo arqueado muestra un inicio rápido (~12 ms), sugiriendo excitación directa. El N1 posterior puede reflejar diferencias de diámetro de fibras.

15.- El EP subcortical-cortical intraoperatorio puede mapear tractos de materia blanca y sus conexiones corticales para guiar la cirugía, pero necesita refinamientos metodológicos.

16.- Mecanismos de génesis de N1 y N2: El inicio de N1 indica la excitación directa más rápida, el N1 posterior tiene retraso sináptico/conducción, N2 involucra circuitos corticales.

17.- La clasificación de formas de onda CCEP basada en latencias y amplitudes de picos N1 y N2 puede proporcionar ideas sobre la conectividad.

18.- El concepto de explorar la conectividad con estimulación eléctrica data de décadas. En los últimos años se ve un creciente interés en aplicaciones clínicas.

19.- CCEP es conectividad efectiva que refleja vías cortico-corticales directas. Difiere de la conectividad funcional medida por correlaciones de fMRI en estado de reposo.

20.- La latencia y forma de onda de N1 dependen de la citoarquitectura cortical en los sitios de estimulación y grabación, así como de las propiedades de las fibras de materia blanca.

21.- N2 puede reflejar circuitos reverberantes cortico-corticales o involucrar estructuras subcorticales. Su significado necesita más investigación.

22.- Establecer valores de corte de amplitud N1 de CCEP para el monitoreo intraoperatorio de tractos requiere una determinación cuidadosa a través de grandes cohortes de pacientes multicéntricos.

23.- Los componentes tempranos de CCEP tienen pequeña amplitud. El pico N1 es más fácil de cuantificar y correlaciona mejor con los resultados funcionales.

24.- El mapeo intraoperatorio de CCEP del área de Broca toma aproximadamente 16 min (2 min/sitio) y puede realizarse bajo anestesia general.

25.- CCEP también puede explorar otros tractos como el fascículo longitudinal inferior, pero las respuestas del fascículo arqueado son las más robustas y reproducibles.

26.- Cómo la estimulación de baja frecuencia induce neuromodulación y plasticidad necesita más investigación traslacional en animales y humanos usando EP y oscilaciones.

27.- CCEP requiere tejido cerebral vivo y axones, por lo que no puede ser evocado en cerebros fallecidos fijados en formalina.

28.- Los próximos pasos incluyen usar CCEP y conectómica para estudiar redes de epilepsia para guiar el tratamiento y entender cambios patológicos de conectividad.

29.- Kobe es conocido por su delicioso carne de Kobe, dulces y magníficas vistas de la Bahía de Osaka desde las montañas.

30.- La charla terminó con una invitación a continuar la discusión y visitar Kobe para disfrutar de la comida y los paisajes.

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