Η σημασία της απεικόνισης του τανυστή διάχυσης και της λειτουργικής απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού ( fMRI ) στη μελέτη επιληπτικών ασθενών

Η επιληψία είναι μία χρόνια διαταραχή, με χαρακτηριστικό γνώρισμα τις επαναλαμβανόμενες, απρόκλητες επιληπτικές κρίσεις. Oι επιληπτικές κρίσεις προέρχονται κατά κύριο λόγο από ένα ή περισσότερα ανατομικά τμήματα των λοβών του εγκεφάλου και διαδίδονται σε κάποιο τμήμα ή πολλαπλά τμήματα του εγκεφάλου, μέσω διασυνδεδεμένων νευρωνικών δικτύων. Υπάρχουν αυξανόμενα στοιχεία που συνηγορούν στο ότι οι λειτουργικές και δομικές ανωμαλίες του εγκεφάλου στην επιληψία δεν περιορίζονται στις επιληπτογόνες περιοχές, αλλά εκτείνονται σε ευρύτερες περιοχές των σύστοιχων και ετερόπλευρων ημισφαιρίων. Οι ανωμαλίες είναι εμφανείς στη φαιά ουσία, στη λευκή ουσία, καθώς και σε μεταβολικές διεργασίες. Η επιληψία του κροταφικού λοβού (ΕΚΛ, Temporal Lobe Epilepsy – TLE) είναι το πιο κοινό σύνδρομο επιληψίας με εστιακές επιληπτικές κρίσεις. Η ΕΚΛ αποτελεί το 30 – 35% όλων των επιληψιών, με τα 2/3 αυτών των επιληψιών να ξεκινούν από περιοχές του έσω κροταφικού λοβού και το άλλο 1/3 από περιοχές του πλάγιου κροταφικού λοβού. Ωστόσο, 30% των ασθενών με εστιακή ΕΚΛ, δεν παρουσιάζουν κάποια αιτιολογική δομική αλλοίωση στη συμβατική μαγνητική τομογραφία εγκεφάλου αποτελώντας μια υποομάδα ασθενών με ΕΚΛ χωρίς κάποιο εύρημα σκλήρυνσης ιπποκάμπου ή κάποιας έτερης επιληπτογόνου βλάβης. Η απουσία εστιακών βλαβών στη συμβατική μαγνητική τομογραφία εγκεφάλου προκαλεί εγγενείς δυσκολίες στην ανίχνευση της επιληπτογόνου ζώνης έναρξης, μια πολύ δύσκολη περίπτωση, ιδιαίτερα όταν ο ασθενής είναι υποψήφιος για χειρουργική αντιμετώπιση του προβλήματος. Επιπρόσθετα, μια άλλη κατηγορία εστιακών επιληπτικών κρίσεων που παρουσιάζουν πολύ συχνά αρνητική συμβατική μαγνητική τομογραφία εγκεφάλου είναι αυτή των ασθενών με επιληψία μετωπιαίου λοβού (ΕΜΛ, Frontal Lobe Epilepsy – FLE). Συνιστά τη δεύτερη πιο συχνή μορφή εστιακής επιληψίας και συναντάται στο 20 – 30% των επιληπτικών ασθενών. Αν και ο μετωπιαίος λοβός περιέχει μεγάλο ποσοστό του συνολικού εγκεφαλικού φλοιού του ανθρώπινου εγκεφάλου, οι επιληπτικές κρίσεις που έχουν ως περιοχή έναρξης αυτή την ανατομική περιοχή είναι λιγότερο μελετημένες από τις επιληπτικές κρίσεις που προκύπτουν από τους κροταφικούς λοβούς. Η νευροαπεικόνιση είναι εξίσου σημαντική με τη χρήση του ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος (ΗΕΓ) στη διάγνωση και ταξινόμηση της επιληψίας. Οι τεχνικές νευροαπεικόνισης περιλαμβάνουν την Υπολογιστική Τομογραφία (ΥΤ, Computed Tomography - CT) την Απεικόνιση Μαγνητικού Συντονισμού (ΑΜΣ, Magnetic Resonance Imaging – MRI), την Τομογραφία Εκπομπής Ποζιτρονίου (ΤΕΠ, Positron Emission Tomography – PET) και την Τομογραφία Εκπομπής Μονού Φωτονίου (ΤΕΜΦ, Single Photon Emission Tomography – SPECT). Αν και οι τεχνικές ΥΤ, ΤΕΜΦ και ΤΕΠ έχουν διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στη διάγνωση της επιληψίας, η ΑΜΣ έφερε επανάσταση στην κατανόηση και διάγνωση αυτής. Τα πλεονεκτήματα της ΑΜΣ περιλαμβάνουν τη χρήση μη ιονίζουσας ακτινοβολίας και την υψηλότερη ευαισθησία και ειδικότητα σε σχέση με την ΥΤ στην αναγνώριση αιτιολογικών αλλοιώσεων τόσο σε ενήλικες όσο και σε παιδιά με επιληψία (εστιακές αλλοιώσεις, σκλήρυνση ιπποκάπου, όγκοι, φλοιϊκές δυσπλασίες κ.α.). Επίσης, τις τελευταίες δυο δεκαετίες έχουν προστεθεί και άλλες σύγχρονες τεχνικές νευροαπεικόνισης στο οπλοστάσιο της ΑΜΣ όπως είναι η Λειτουργική Απεικόνιση Μαγνητικού Συντονισμού (ΛΑΜΣ, functional Magnetic Resonance Imaging – fMRI) και η Απεικόνιση Τανυστή Διάχυσης (ΑΤΔ, Diffusion Tensor Imaging – DTI). Η μεν πρώτη απεικονίζει την αιμοδυναμική απόκριση που σχετίζεται με τη νευρωνική δραστηριότητα στον εγκέφαλο, η δε δεύτερη χρησιμοποιείται για τη χαρτογράφηση των νευρωνικών δεσμίδων της λευκής ουσίας του εγκεφάλου και παράλληλα τον εντοπισμό ενδεχόμενων βλαβών τους.Συνεπώς, η μελέτη αυτή αποσκοπεί στη διερεύνηση του μοτίβου των αλλαγών στα λειτουργικά και δομικά δίκτυα των επιληπτικών ασθενών χωρίς σαφή επιληπτογόνο βλάβη χρησιμοποιώντας προηγμένες τεχνικές νευροαπεικόνισης ΑΜΣ σε ομοιογενείς ομάδες ασθενών και υγιών, ενισχύοντας την παρούσα μελέτη. Πιο συγκεκριμένα, οι κύριοι στόχοι της παρούσας μελέτης ήταν να διερευνηθεί: i) Tο δομικό και λειτουργικό μοτίβο των κύριων δικτύων κατάστασης ηρεμίας (RSNs) σε ασθενείς με εστιακή επιληψία, χωρίς επιληπτογόνα ευρήματα στη συμβατική ΑΜΣ εγκεφάλου. ii) H σχέση μεταξύ του τροποποιημένου RSN και του αναφερόμενου επιληπτικού δικτύου που εμπλέκεται στην επιληψία. iii) Η δομική ακεραιότητα τόσο της φαιάς όσο και της λευκής ουσίας σε ασθενείς με εστιακή επιληψία, χωρίς επιληπτογόνα ευρήματα στη συμβατική ΑΜΣ εγκεφάλου και iv) Η εύρεση λειτουργικά και ανατομικά συνδεδεμένων και μη περιοχών του εγκεφάλου, μέσω ανάλυσης και αξιολόγησης των DTI και rs-fMRI δεδομένων. Στους ασθενείς με εστιακή ΕΚΛ βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές των FA και AD τόσο σε κροταφικές όσο και σε εξωκροταφικές δεσμίδες ομόπλευρα της επιληπτικής εστίας, υποδεικνύοντας εκτεταμένες αλλοιώσεις στη δομή της λευκής ουσίας. Στους ασθενείς με εστιακή ΕΜΛ βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές της FA σε δεσμίδες που συνδέουν τον μετωπιαίο λοβό με τα υπόλοιπα τμήματα του εγκεφάλου. Στους ασθενείς με ΕΚΛ παρουσιάστηκαν εκτεταμένες ογκομετρικές διαφορές σε δομές της φαιάς ουσίας στον μετωπιαίο, κροταφικό, βρεγματικό και ινιακό λοβό αμφοτερόπλευρα της επιληπτικής εστίας καθώς και στην παρεγκεφαλίδα. Αντίστοιχα, στους ασθενείς με ΕΜΛ παρουσιάστηκαν ογκομετρικές μειώσεις στην άνω και μέση μετωπιαία έλικα, στην πρόσθια κεντρική έλικα, στην πληκτραία έλικα, στο σφηνοειδές λόβιο και την οσφρητική έλικα. Αντίθετα, αξίζει να σημειωθεί πως η δεξιά γωνιώδης έλικα καθώς και η αμφίπλευρη κάτω βρεγματική έλικα παρουσίασαν ογκομετρική αύξηση της φαιάς ουσίας στους ασθενείς έναντι των υγιών μαρτύρων λειτουργώντας πιθανώς ως αντισταθμιστικός μηχανισμός. Επιπρόσθετα, η ανάλυση των rs-fMRI δεδομένων με τη χρήση ICA έδειξε μεταβολή του δικτύου προεπιλεγμένης λειτουργίας στους ασθενείς με ΕΚΛ και μεταβολή του δεξιού προσθιο – βρεγματικού δικτύου στους ασθενείς με ΕΜΛ. Επίσης, η voxel – to – voxel ανάλυση των rs-fMRI δεδομένων έδειξε πως στους ασθενείς με ΕΚΛ οι δείκτες της εγγενούς συνδεσιμότητας, της καθολικής συσχέτισης, της ακτινικής συσχέτισης, της ακτινικής ομοιότητας και του κλασματικού εύρους διακυμάνσεων χαμηλής συχνότητας παρουσίασαν στατιστικά σημαντικά αποτελέσματα. Αντίστοιχα, για τους ασθενείς με ΕΜΛ οι αντίστοιχοι δείκτες ήταν η εγγενής συνδεσιμότητα, η τοπική συσχέτιση, η καθολική συσχέτιση, η ακτινική συσχέτιση, ακτινική ομοιότητα και το κλασματικό εύρος διακυμάνσεων χαμηλής συχνότητας. Τέλος, οι εκφυλισμένες προσαγωγές και απαγωγές δεσμίδες της λευκής ουσίας του κροταφικού και μετωπιαίου λοβού σε συνδυασμό με τις γενικευμένες ατροφίες της φαιάς ουσίας και τις μεταβολές της λειτουργικής συνδεσιμότητας μεταξύ των δικτύων μπορούν να ρίξουν φως σε ένα σύνθετο εξωκροταφικό δίκτυο που μπορεί να σχετίζεται με την εκδήλωση εστιακών κροταφικών και μετωπιαίων επιληπτικών κρίσεων ανοίγοντας τον δρόμο για έγκαιρη ανίχνευση της νευρωνικής απώλειας και τον ακριβή εντοπισμό της περιοχής εκδήλωσης των επιληπτικών κρίσεων, κάτι που έχει ιδιαίτερη κλινική σημασία ιδιαίτερα όταν ο ασθενής είναι υποψήφιος για χειρουργική επέμβαση (φαρμακοανθεκτική επιληψία).