El Fin Del Conocimiento - Bóveda 3 - G.TEC BCI & Neurotecnología Escuela de Primavera 2024 - Día 10

graph LR classDef imaging fill:#f9d4d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef neuroimaging fill:#d4f9d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef propagation fill:#d4d4f9, font-weight:bold, font-size:14px classDef language fill:#f9f9d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef epilepsy fill:#f9d4f9, font-weight:bold, font-size:14px classDef future fill:#d4f9f9, font-weight:bold, font-size:14px A["Eishi Asano"] --> B["Tractografía dinámica: biomarcador
de imagen prometedor. 1"] A --> C["Integra neuroimagen, neurofisiología
para animar la propagación. 2"] C --> D["Velocidad estimada usando MRI
ubicación/longitud, latencia EEG. 3"] C --> E["CCEP, CCSR evalúan latencia de propagación. 4"] B --> F["Prototipo de 2018 simuló tamaño,
intensidad, velocidad, dirección de propagación. 5"] F --> G["Visualización de propagación intra/interhemisférica,
validada con CCSR. 6"] A --> H["Estudio de 2021 evaluó lenguaje
usando tractografía dinámica '6D'. 7"] H --> I["Patrones gamma altos espaciotemporales
distintos durante tarea de nombrar. 8"] H --> J["Propagación principalmente a través del arcuato,
algo de fascículo uncinado. 9"] J --> K["Tractos conectaron sitios frontales, temporales
durante preparación de respuesta. 10"] H --> L["Investigando si mejora mapeo de lenguaje,
predicción de déficits. 11"] L --> M["Respuestas gamma altas predijeron
puntuaciones de lenguaje post-op. 12"] L --> N["Aprendizaje automático con respuestas
predijo déficits, tractografía puede mejorar. 13"] A --> O["Estudiar el cerebro requiere evaluar
conectividad, dinámica, contenido de información. 14"] O --> P["Tractografía dinámica adecuada para
evaluación de conectividad, dinámica. 15"] A --> Q["Videos demostraron modulación de
conectividad durante tareas de nombrar. 16"] Q --> R["Mejoras occipitales interhemisféricas
pueden apoyar integración de imágenes. 17"] Q --> S["Propagación posterior-anterior observada
durante preparación de respuesta. 18"] A --> T["Podría refinar modelos de lenguaje
con información temporal, de vías. 19"] A --> U["Usado para localizar, animar
propagación de picos interictales. 20"] U --> V["Entropía cuantificó agregación de fuente
de picos para modelos de propagación. 21"] U --> W["Pacientes sin crisis del lóbulo temporal
tuvieron propagación localizada de picos. 22"] U --> X["No libres de crisis tuvieron propagación
extensa más allá del lóbulo temporal. 23"] U --> Y["Confinamiento de picos a región resecada
puede predecir resultados. 24"] A --> Z["Existen limitaciones debido a
negativos falsos de DTI. 25"] A --> AA["Futuros objetivos: aclarar dinámica
talámico-cortical, evaluar utilidad clínica. 26"] A --> AB["Redes de memoria mapeadas, mostrando
aumentos de actividad dependientes de carga. 27"] AB --> AC["Conectividad occipital-temporal aumentó
con carga, otras regiones desactivadas. 28"] AB --> AD["Reducciones gamma altas, de conectividad
observadas con familiaridad de tarea. 29"] A --> AE["Aplicaciones potenciales en TCE,
trastornos psiquiátricos. 30"] class A,B,F,Z imaging class C,D,E,O,P neuroimaging class G,Q,R,S,U,V,W,X,Y propagation class H,I,J,K,L,M,N,T language class AA,AE future class AB,AC,AD memory class W,X,Y,Z epilepsy

Resumen:

1.- La tractografía dinámica es un biomarcador de imagen prometedor basado en EEG intracraneal para evaluaciones prequirúrgicas de epilepsia y comprensión del papel de la materia blanca en la función cognitiva.

2.- Integra neuroimagen y neurofisiología para animar la rápida propagación neural o modulación en la conectividad funcional a través de tractos de materia blanca definidos por MRI.

3.- La velocidad de propagación se estima utilizando tractografía por MRI para determinar la ubicación/longitud de las líneas de flujo de materia blanca y EEG intracraneal para medir la latencia de propagación.

4.- Los potenciales evocados cortical-corticales (CCEP) y las respuestas espectrales cortical-corticales (CCSR) se utilizan para evaluar la latencia de propagación después de la estimulación eléctrica de un solo pulso.

5.- El primer prototipo de tractografía dinámica en 2018 simuló la evaluación del tamaño, intensidad, velocidad y dirección de la propagación neural a través de la materia blanca.

6.- El trabajo inicial visualizó la propagación neural intrahemisférica e interhemisférica, con validación usando la latencia CCSR en áreas adyacentes e investigación japonesa.

7.- Un estudio de 2021 evaluó el sistema de lenguaje humano usando tractografía dinámica "6D" que incorpora MRI, sincronización EEG, fuerza de conectividad y medidas de velocidad.

8.- Los datos grupales mostraron patrones de actividad gamma alta espaciotemporales distintos en áreas corticales bilaterales durante diferentes etapas de una tarea de nombramiento auditivo.

9.- La tractografía dinámica reveló propagación neural relacionada con el lenguaje principalmente a través del fascículo arcuato, con cierta participación del fascículo uncinado.

10.- Los tractos de materia blanca de color rojo conectaron sitios frontales y temporales que exhibieron actividad gamma alta simultánea durante la preparación de respuesta en la tarea de nombramiento.

11.- Actualmente se está investigando si la tractografía dinámica mejora el mapeo del lenguaje o la predicción de déficits de lenguaje específicos de la región después de la cirugía.

12.- Las respuestas gamma altas relacionadas con el nombramiento se encontraron para predecir puntuaciones de lenguaje centrales postoperatorias, sugiriendo que eliminar esos sitios conlleva riesgos de déficits cognitivos.

13.- Un modelo de aprendizaje automático con respuestas espectrales predijo déficits de lenguaje con una precisión de 0.80; las medidas de tractografía dinámica pueden mejorar aún más esto.

14.- Estudiar el cerebro complejo de manera integral requiere evaluar la conectividad, las dinámicas temporales y el contenido de información subyacente (patológico vs fisiológico).

15.- La tractografía dinámica es adecuada para evaluar la conectividad de la materia blanca y las dinámicas neuronales, mientras que se necesitan otros enfoques para el contenido de información.

16.- Los videos demostraron la modulación de la conectividad funcional de la tractografía dinámica durante tareas de nombramiento de imágenes y auditivas.

17.- Las mejoras en la conectividad occipital interhemisférica pueden apoyar la integración de representaciones de imágenes visuales procesadas en cada hemisferio.

18.- Se observó propagación de mejoras de conectividad de posterior a anterior durante la preparación de respuesta, con aumentos de conectividad motora y auditiva durante las respuestas.

19.- La tractografía dinámica podría refinar los modelos de lenguaje proporcionando dinámicas temporales e información específica de las vías en comparación con las representaciones estáticas.

20.- También se utilizó para localizar y animar la propagación de descargas de picos interictales en pacientes con epilepsia.

21.- La agregación de fuentes de picos candidatos se cuantificó utilizando entropía para determinar el modelo de propagación más plausible para un pico dado.

22.- Los pacientes con epilepsia del lóbulo temporal medial sin crisis postoperatorias mostraron propagación de picos mayormente confinada a esa región en datos grupales.

23.- Los pacientes con epilepsia del lóbulo temporal regional tuvieron una propagación de picos más extensa más allá del lóbulo temporal, incluso en casos quirúrgicos sin crisis.

24.- Los datos preliminares sugieren que la estimación del confinamiento de la fuente de picos a la región resecada puede predecir resultados positivos de cirugía de crisis.

25.- Existen limitaciones debido a la propensión de la tractografía DTI a falsos negativos, lo que requiere una interpretación cautelosa de los tractos ausentes.

26.- El trabajo futuro tiene como objetivo aclarar las dinámicas de propagación talámico-cortical y evaluar la utilidad clínica de la tractografía dinámica.

27.- También se mapearon redes de memoria, mostrando aumentos de actividad gamma alta dependientes de la carga en regiones occipitales y temporales mediales.

28.- La conectividad funcional entre las áreas occipitales y temporales mediales aumentó con la carga de memoria, mientras que otras regiones exhibieron desactivaciones relativas.

29.- Se observaron reducciones de gamma alta y conectividad con la familiaridad de la tarea, excepto en porciones del giro frontal inferior.

30.- La tractografía dinámica tiene aplicaciones potenciales en lesiones cerebrales traumáticas y trastornos psiquiátricos. La fuerza de conectividad puede estimarse a partir de activaciones regionales simultáneas.

Bóveda del Conocimiento construida porDavid Vivancos 2024