Cechy elektrofizjologiczne sygnałów rejestrowanych z białej masy mózgu
Electrophysiological features of signals recorded from white matter
W skrócie
[Preprint - wstępne wyniki] Badacze analizowali sygnały elektryczne rejestrowane z białej masy mózgu u pacjentów z opornością na leki epilepsję, odkrywając, że te sygnały niosą znacznie więcej informacji niż dotąd sądzono. Wyniki pokazują, że sygnały z białej masy mają inne cechy spektralne, wyższą złożoność niż z szarej masy oraz korelują z strukturalnym zbudowaniem mózgu. Odkrycie to sugeruje, że sygnały z białej masy odzwierciedlają propagację impulsu elektrycznego wzdłuż włókien nerwowych, co może mieć znaczenie dla lepszego zrozumienia funkcji mózgu i leczenia epilepsji.
Oryginalny abstract (angielski)
Intracranial neurophysiology studies have typically ignored signals from electrodes located in white matter (WM), assuming that their information content is artifactual or related to nearby gray matter (GM). Here, we tested the electrophysiological and functional features of signals recorded from different WM locations. Signals were recorded from 19 patients undergoing intracranial monitoring for drug-resistant epilepsy by means of stereo-electroencephalography (sEEG). Each sEEG electrode was classified into WM or GM based on the surrounding tissue. We obtained recordings from a total of 1,717 sEEG electrode contacts, 36% in WM, while the patients were in awake resting state (5 minutes). For each sEEG electrode, we employed a model-based spectral decomposition to separate periodic and aperiodic components, and we computed signal complexity metrics. For a subset of participants, we computed WM structural information from diffusion-weighted magnetic resonance imaging and we evaluated functional signals during a cognitive control task. Our results show that signals recorded from WM have different spectral features and higher complexity than GM. Complexity correlates positively with fractional anisotropy, and modulations related to behavior during the task were detected in WM. Overall, this indicates that WM signals carry information that may reflect signal propagation across WM fiber tracts.