Dynamische informatie flow gebaseerd op EEG en diffusie MRI in epilepsie: een exploratieve studie

Epilepsie is een complexe neurologische aandoening die wordt gekarakteriseerd
door terugkomende epileptische aanvallen. Hoewel epilepsie een van de meeste
voorkomende epileptische aandoeningen is wereldwijd, zijn er nog steeds geen
betrouwbare biomarkers. In de afgelopen jaren is er een hernieuwde interesse
ontstaan voor de koppeling van transcraniele magnetische stimulatie met het
electroencephalogram (EEG) voor diagnostisch gebruik. Recente studies hebben
een relatie aangetoond tussen de aanwezigheid van epileptiforme afwijkingen in
het EEG en veranderingen in de dynamica van het brein wat relateert aan
mogelijke veranderingen in de connectiviteit tussen aan elkaar gerelateerde
gebieden in het brein. De "Variational Bayesian Multimodel Encephalography"
methode is een manier om de dynamische informatie flow tussen bronnen in het
brein te analyseren, dit kan kan waardevolle informatie leveren over onder
andere de epileptische aanval, de interictale staat en veranderingen van
netwerken in het epileptische brein. TMS is een non-invasieve methode, dat door
het opwekken van een elektrisch veld zorgt voor depolarisatie in het brein en
generatie van actiepotentialen. Met behulp van deze door TMS opgewekte EEG
reactie kan de exiteerbaarheid en het connectiviteitsnetwerk van het brein
worden geanalyseerd. De EEG reactie op lichtflitsstimulatie is een alternatieve
methode om de prikkelbaarheid van het connectiviteitsnetwerk te onderzoeken.

Het exploreren en mogelijk aanpassen van de VBMEG methode om dynamische
veranderingen in het connectiviteitsnetwerk van het brein in epilepsiepatienten
te registreren en analyseren. Deze studie is een voorbode voor het toepassen
van de VBMEG methode op een grote dataset om mogelijk een kwantitatieve
biomarker te identificeren in epilepsiepatienten.

Dit kan is van belang op de volgende drie vlakken:
1. Dienen als biomarker, dit kan worden gebruikt in de phenotypering van de
epilepsie
2. Objectieve evaluatie van de effectiviteit van de behandeling
3. Het verkrijgen van meer inzichten en kennis over de pathofysiologie van het
epileptische brein

Een nevendoel is om te verkennen of stimulatie met lichtflitsprikkeling een
alternatieve (en dan eenvoudiger toepasbare) stimulatiemethode kan zijn voor
TMS

In deze exploratieve pilot studie worden de verschillen in
connectiviteitsnetwerken van het brein tussen epileptische patienten en gezonde
mensen en het effect van medicatie op deze netwerken geanalyseerd. Voor de TLE
proefpersonen zal deelname bestaan uit twee EEG registraties met TMS en visuele
stimulatie. De eerste meting zal plaatsvinden een week voor de opname. De
tweede meting zal zijn als de medicatie is afgebouwd naar dosis nul. Dit zal of
vlak voor of direct na de opname op de EMU. Met de visuele stimulatie wordt
verkend of deze stimulatiemethode een met TMS stimulatie vergelijkbaar
resultaat geeft. In dat geval is het een veel eenvoudiger toe te passen
alternatieve stimulatiemethode om de connectiviteit van het hersennetwerk te
bestuderen. Als laatste zal er een MRI-scan worden gemaakt, als onderdeel van
de VBMEG methode om functionele netwerk veranderingen te kunnen correleren aan
anatomische baansystemen. Voor de GGE proefpersonen en de gezonde controles
bestaat deelname uit een EEG registratie met TMS en visuele stimulatie en een
MRI-scan.

Deelname zal er voor deelnemers met TLE als volgt uitzien. Voor de eerste
TMS-EEG meting zal een extra afspraak worden gemaakt, voorafgaande aan de
opname op de EMU. De tweede TMS-EEG meting zal worden verricht vlak voor of
direct na de reguliere EMU opname voor EEG-videoregistratie (afhankelijk op
welke van deze twee momenten de laagste dosering anti-epileptica wordt
verwacht). Deelname betekent dat er tweemaal een 120 minuten-durende sessie zal
plaatsvinden waarin eerst het onderzoek opnieuw zal worden uitgelegd,
vervolgens worden er vragenlijsten ingevuld, gevolgd door het TMS-EEG
stimulatie protocol, met als laatste een 5 minuten durende meting met
lichtflits stimulatie. De opname op de EMU zal hier niet door worden verlengd
of verstoord. Daarnaast zal er een extra afspraak worden gemaakt voor een MRI.
Voor zowel de gezonde deelnemers als de deelnemers met GGE zal het onderzoek
slechts bestaan uit een 120 minuten durende EEG registratie met TMS en visuele
stimulatie en een aparte afspraak voor een MRI-scan.

TMS is een veilig onderzoek. Het TMS apparaat geeft pulsen die kunnen worden
ervaren als een tikkend gevoel op het hoofd. Daarnaast is er een kleine kans op
hoofdpijn en duizeligheid. Het stimulatie protocol zal samengaan met
voortdurende monitoren van de proefpersoon en regelmatig vragen naar comfort,
tolereerbaarheid en overige effecten van de stimulatie te bepalen. De
belangrijkste complicatie van TMS is het uitlokken van een epileptische aanval,
vooral bij mensen met epilepsie wiens medicatie wordt afgebouwd. De kans is
maximaal 2.6%. Bij gezonde mensen zijn zeven gevallen bekend in de literatuur
waarbij TMS een epileptische aanval heeft uitgelokt, al bestaat er twijfel over
of dit daadwerkelijk epileptische aanvallen waren omdat er niet gelijktijdig
een EEG opname gemaakt is. De setting op de EMU is er echter op gericht om in
het geval van een eventuele aanval zo veilig mogelijk te handelen en mogelijk
behandelen. Daarnaast is het doel bij de TLE patiënten in onze groep juist om
epileptische aanvallen vast te leggen met een EEG-videoregistratie, dit is ook
de reden dat de medicatie wordt afgebouwd. In deze specifieke setting
beschouwen wij het uitlokken van een epileptische aanval derhalve niet als een
ongewenste bijwerking en kan het bijdragen aan de diagnostiek.