science >> Wetenschap >  >> Fysica

Het voorspellen van epileptische aanvallen is misschien moeilijker dan eerder werd gedacht

Deze afbeelding toont schema's van de hersenen en elektro-encefalografische opname van een aanval. Onder:indicator van kritieke vertraging van drie aanvallen van een persoon met epilepsie. Tijdspunt nul geeft het begin van de aanval aan. Krediet:Klaus Lehnertz

Door de hersendynamiek van 28 personen met epilepsie te bestuderen, wetenschappers hebben aangetoond dat er geen bewijs is voor een eerder vermoed waarschuwingssignaal voor aanvallen dat bekend staat als 'kritieke vertraging'.

In 2013, enkele van de eerste apparaten voor het voorspellen van aanvallen werden ontwikkeld en met succes getest. Hoewel uitgebreide onderzoeksinspanningen met succes voorspellers van dreigende aanvallen hebben geïdentificeerd, het concept van kritische vertraging als een index voor de vatbaarheid voor aanvallen is controversieel en onbewezen gebleven.

Kritische vertraging verwijst naar karakteristieke veranderingen in het gedrag van een complex systeem dat een theoretisch omslagpunt nadert. Wanneer dit punt wordt overschreden, het kan leiden tot ingrijpende en verwoestende veranderingen. Een epileptisch menselijk brein wordt beschouwd als een uitstekend voorbeeld van een systeem als dit, vanwege de extreme en verontrustende aard van een aanval.

In een paper gepubliceerd in Chaos , onderzoekers onderzochten opnames van hersendynamiek die 105 epileptische aanvallen vastlegden met behulp van in de tijd opgeloste schattingen van vroege waarschuwingsindicatoren van de aanvallen.

"Bij onze onderzoeken we gebruikten de meest prominente indicatoren en toonden aan dat kritische vertraging voorafgaand aan menselijke epileptische aanvallen niet verifieerbaar is, " zei neurofysicus Thorsten Rings. "Dit toont aan dat het concept dat ten grondslag ligt aan kritische vertraging een te eenvoudig model is voor het menselijk brein."

In plaats van kritisch te vertragen, de onderzoekers ontdekten dat de aanvallen tegengesteld werkten en kritisch versnelden, wat aangeeft dat de hersendynamiek minder gevoelig was voor veranderingen en een snellere terugkeer naar een onverstoorde toestand ervoer.

"Vergelijkbare indicatoren van kritische vertraging kunnen zelfs worden waargenomen in relatie tot dagelijkse ritmes, zoals slapen en waken, maar we missen duidelijk bewijs voor kritische vertraging voorafgaand aan dergelijke veranderingen, " onderzoeker Theresa Wilkat zei. "Daarom, het is moeilijk om duidelijk onderscheid te maken tussen een kritieke overgang naar een aanval en een kritieke overgang naar andere staten."

Een diepgaand model van de overgang naar een aanval ontbreekt nog, maar gezien hun onderzoek, Klaus Lehnertz en zijn team zeiden dat het concept van kritische vertraging onvoldoende is als voorspellende methode. Zij zijn van mening dat toekomstige studies betere modellen en analysetechnieken moeten ontwikkelen.

"Een veelbelovende toekomstige benadering zou kunnen zijn om te onderzoeken hoe aanvallen ontstaan ​​uit grootschalige hersennetwerken door rekening te houden met hun in de tijd variërende structuur en functie, ' zei Lehnertz.