Neurophysiological biomarkers of epileptogenic networks in intracranial (stereoelectroencephalography-SEEG) and simultaneous SEEG-magnetoelectroencephalography recordings
Institution:
Aix-MarseilleDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Epilepsy is a networks disease and understanding networks organization underlying this pathology is essential to assure the best therapeutic option for the patient. This thesis aims to provide insights in the investigation of pathological brain networks in patients studied by intracerebral recordings (stereoelectroncephalography - SEEG) during presurgical evaluation of epilepsy. To this purpose, we applied signal analysis methods to invasive and non-invasive recordings, using neurophysiological biomarkers of epileptogenicity (spikes, high frequency oscillations, epileptogenicity index). In the first work, we studied the relationship between the neocortex and nodular heterotopia, a malformation of cortical development. We have shown that the neocortex or the neocortex with the heterotopic lesion, is the leading structure of the epileptic networks and finally the malformative lesion is very rarely the most epileptogenic region. In the second work, we studied the relationship between the neocortex and other subcortical nuclei, in particular the thalamus. We have shown that the degree of epileptogenicity of thalamus is directly correlated with the extension of the epileptic network and is associated with poor surgical outcome. The third study was conducted on simultaneous intracerebral and surface recordings, SEEG -magnetoencephalography (MEG). We have demonstrated, through independent component analysis (ICA) on the MEG, that epileptic networks of deep brain structures can be recovered by surface recordings. These results confirm that quantified signal analysis is a powerful tool for understanding the complex epileptic networks studied by intracerebral recordings and MEG.
Abstract FR:
Les épilepsies « focales » sont des maladies affectant spécifiquement certains réseaux cérébraux. Cette thèse vise à approfondir, l'investigation de ces réseaux étudiée par des enregistrements intracrâniens (stéréoélectroéncéphalographie - SEEG) dans le cadre de l'évaluation préchirurgicale de l'épilepsie. A cette fin, nous avons appliqué des méthodes d'analyse de signaux en se basant sur des biomarqueurs neurophysiologiques de l'épileptogénicité. Dans le premier travail, nous avons étudié la relation entre le néocortex et l'hétérotopie nodulaire, une malformation du développement cortical. On a démontré que le néocortex ou le néocortex avec la lésion hétérotopique, est la structure leader du réseau épileptique et finalement la lésion malformative est très rarement la région la plus épileptogène. Dans le second travail, nous avons étudié la relation entre le néocortex et d'autres noyaux sous-corticaux, en particulier le thalamus. Nous avons démontré que le degré d'épileptogénicité du thalamus est en corrélation directe avec l'extension du réseau épileptique et est associé à un mauvais résultat chirurgical. La troisième étude a été effectuée sur des enregistrements intracérébraux et de surface simultanés, SEEG -magnétoencéphalographie (MEG). Nous avons pu démontré, par le biais d'une analyse en composantes indépendantes (ICA) sur la MEG, que les réseaux épileptiques des structures cérébrales profondes peuvent être récupérés par des enregistrements de surface. Ces résultats confirment que l'analyse quantifiée du signal est un outil puissant pour la compréhension des réseaux épileptiques complexes étudiés par les enregistrements intracérébraux et la MEG.