Functionele connectiviteit en neuronale netwerken bij hersentumorpatiënten met epilepsie

Ongeveer 80% van de patiënten met een laag-gradig en 45% van de patiënten met
een hoog-gradig glioom lijden aan epileptische insulten. Onder deze patiënten
bestaat er een grote inter- en intraindividuele variatie van de insulten wat
betreft ernst en frequentie en de oorzaak hiervan is in eerder onderzoek nog
niet aan het licht gekomen.

Om meer te weten te komen over de complexe mechanismen die betrokken zijn bij
epileptische insulten bij hersentumorpatiënten, kan het neurale netwerksysteem
van de hersenen worden onderzocht. Het wordt breed erkend dat epilepsie is
gerelateerd aan hyperexcitatie van neuronen, wat leidt tot veranderingen in de
synchronisatie van grote neurale netwerken tijdens een insult. Ruimtelijke
eigenschappen van neurale netwerken bepalen in welke mate het netwerk een
dergelijke synchronisatie ondersteunt. Daarnaast denkt men dat netwerken met
meer lange afstandverbindingen, een zogenaamde *random*-configuratie, een
lagere drempel hebben voor synchronisatie. Een mogelijke factor van invloed bij
functionele netwerken is het small-world fenomeen, wat te maken heeft met de
mate van verbondenheid tussen twee onafhankelijke delen van een netwerk.

Eerdere studies waarin gebruik werd gemaakt van computermodellen wijzen op een
correlatie tussen veranderingen in de netwerkstructuur en epilepsie. Netoff et
al. hebben een netwerkmodel gesimuleerd van exciterende neuronen in
hippocampale doorsneden en hierbij de parameters van het netwerk veranderd
(d.w.z. de verhouding tussen locale en lange afstand verbindingen). Zij vonden
de start van de bursting phase overeen komt met een meer random
netwerkstructuur. Percha et al. toonden een mogelijk onderliggend mechanisme
aan van insult generatie, waarbij de eigenschappen van de fase van de
synchronisatie afhankelijk van de structuur van het netwerk radicaal
veranderden, wat mogelijk een belangrijke rol speelt bij het ontstaan van
insulten. Dyhrfjeld-Johnsen et al. demonstreerden onlangs met een computermodel
dat in de gyrus dentatus van een rat neuronaal verlies, zoals dat wordt gezien
bij hippocampale sclerose, samengaat met een meer random netwerk configuratie.

Op basis van deze studies is er de hypothese dat de structuur van het
onderliggende neuronale network bepaalt in welke mate een patiënt kwetsbaar is
voor het ontwikkelen van insulten. Hoe meer random een netwerk, hoe groter de
kans is dat er synchronisatie van het hele systeem plaatsvindt. Daarentegen is
de verwachting dat netwerken met een minder random en meer small-world
configuratie, terwijl zij nog steeds een lage drempel hebben voor
synchronisatie, stabieler zijn. Wij denken dat het zeer interessant is om te
onderzoeken in welke mate er een correlatie bestaant tussen
netwerkkarakteristieken en epilepsie-eigenschappen bij hersentumorpatiënten.

In ons eerdere onderzoek vertoonden laag-gradige glioom (LGG) *patiënten
cognitieve achteruitgang. Deze achteruitgang was sterk gerelateerd aan de
epileptische last (onderzocht met de Engel Scale), en het gebruik van
anti-epileptische medicatie. We hebben eerder aangetoond dat er een correlatie
bestaat tussen cognitief functioneren en functionele connectiviteit in LGG
patiënten. De relatie tussen (1) netwerk structuur, (2) epilepsie en (3)
cognitie moet nog worden aangetoond.

De achtergrond van de extra taalstudie is als volgt. Intraoperatieve
taalmapping wordt gedaan voordat een tumor in de dominante hemisfeer wordt
verwijderd. Dit wordt gedaan om zoveel mogelijk van de tumor te kunnen
verwijderen en om zoveel mogelijk functie te kunnen behouden. Er wordt op dit
moment weinig onderzoek gedaan naar de taaluitkomst na deze operatie. Taal
wordt wel onderzocht tijdens neuropsychologisch onderzoek maar niet uitgebreid.
Met het huidige onderzoek willen we de taaluitkomst zo uitvoerig mogelijk
onderzoeken. Dit wordt gedaan met een uitgebreide taaltest, de AAT, een
benoemingstaak, een taalgerelateerde vragenlijst en taaltesten uit
neuropsychologisch onderzoek. Het kan zijn dat de taaltest die nu tijdens
intraoperatieve taalmapping wordt gebruikt niet genoeg talige gebieden in kaart
brengt. Dan is verder onderzoek nodig naar het verbeteren van de taaltest die
tijdens de operatie gebruikt wordt.

Onderzoek naar hersennetwerken en de mate waarin deze de frequentie en ernst
van epileptische insulten kunnen voorspellen in hersentumorpatiënten.
Het secundaire doel is om vast te stellen wat de correlatie is tussen insulten,
neurale netwerkstructuur en cognitie in deze patiëntgroep.

Taalstudie: Het in kaart brengen van de taalproblemen en taalstoornissen die
kunnen voorkomen in patiënten waarbij een hersentumor uit het talige gebied is
verwijderd.

Longitudinale case-controlled observatie studie

Taalstudie: Patiënten die een tumor resectie hebben ondergaan in hun dominante
hemisfeer worden benaderd voor het huidige onderzoek. Ondanks dat deze
patiënten taalmapping hebben gehad voor de resectie, kan het zijn dat er
taalproblemen zijn ontstaan. Een uitgebreide taaltest, een benoemtaak en een
taalgerelaterde vragenlijst worden afgenomen bij alle patiënten. Dit houdt in
dat er twee objective metingen zijn en een subjectieve, waarin de patiënt zelf
aangeeft hoe het met zijn/haar taal gesteld is.

n.v.t.