Высокочастотная биоэлектрическая активность головного мозга в диагностике эпилепсии

Современные исследования гамма-ритма свидетельствуют о том, что гамма-активность включает в себя как гамма-диапазон (стандартная ЭЭГ), так и высокочастотные (100-1000 Гц) и сверхчастотные осцилляции (более 1000 Гц), регистрируемые электрокортикографией. В обзоре литературы последних лет показано, что высокочастотные осцилляции (80-500 Гц) являются высокоинформативными маркерами эпилептического очага. Авторами проанализированы результаты исследований особенностей ассоциированности высокочастотной активности с эпилептиформной активностью, ее роли в запуске эпилептического приступа, частого совпадения с областью запуска эпилептического припадка. Дальнейшее изучение высокочастотной биоэлектрической активности головного мозга представляет интерес для исследователей и клиницистов с целью совершенствования электроэнцефалографической дифференциальной диагностики при эпилепсии.

1. Авакян Г. Н., Блинов Д. В., Лебедева А. В., Бурд С. Г., Авакян Г. Г. Классификация эпилепсии Международной Противоэпилептической Лиги: пересмотр и обновление 2017 года. Эпилепсия и пароксизмальные состояния. 2017; 9 (1): 6-25. DOI: 10.17749/2077-8333.2017.9.1.006-025.

2. Fisher R. S., Acevedo C., Arzimanoglou A. et al. ILAE official report: a practical clinical definition of epilepsy. Epilepsia. 2014; 55 (4): 475-482.

3. Карлов В. А. Классификация эпилептических приступов и эпилепсии. Журнал неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова. 2017; 117 (9): 22-23.

4. Tatum W. O. Epilepsy surgery. A practical approach to neurophysiologic intraoperative monitoring. W. O. Tatum, F.L .Vale, K. U. Anthony (Eds.). N.Y. 2008; 283-301.

5. Akiyama T., McCoy B., Go C. Y., Ochi A. et al. Focal resection of fast ripples on extraoperative intracranial EEG improves seizure outcome in pediatric epilepsy. Epilepsia. 2011; 52: 1802-1811.

6. Usui N., Terada K., Baba K. et al. Very high frequency oscillations (over 1000 Hz) in human epilepsy. Clinical Neurophysiology. 2010; 121: 1825-1831.

7. Hermann C. S., Demiralp T. Human EEG gamma oscillations in neuropsychiatric disorders. Clinical Neurophysiology. 2005; 116: 2719-2733.

8. Сорокина Н. Д., Смирнов В. М., Селицкий Г. В. Диагностическое и нейрофизиологическое значение биоэлектрической активности мозга в диапазоне γ-ритма. Функциональная диагностика. 2006; 1: 81-90.

9. Сорокина Н. Д., Селицкий Г. В., Косицын Н. С. Нейробиологические исследования биоэлектрической активности мозга в диапазоне гамма-ритма у человека. Успехи физиологических наук. 2006; 37 (3): 3-10.

10. Worrell G. A., Gardner A. B., Stead S. M. et al. High-frequency oscillations in human temporal lobe: simultaneous microwire and clinical macroelectrode recordings. Brain. 2008; 131: 928-937.

11. Jacobs J., Levan P., Chatillon C. E. et al. High frequency oscillations in intracranial EEGs mark epileptogenicity rather than lesion type. Brain. 2009; 132 (4): 1022-1037.

12. Sato Y., Wong S. M., Iimura Y. et al. Spatiotemporal changes in regularity of gamma oscillations contribute to focal ictogenesis. Scientific Reports. 2017; 7: 9362.

13. Jacobs J., Staba R., Asano E. et al. High-frequency oscillations (HFOs) in clinical epilepsy. Progress in Neurobiology. 2012; 98 (3): 302-315.

14. Frauscher B., Bartolomei F., Kobayashi K., Cimbalnik J. et al. High-frequency oscillations: The state of clinical research. Epilepsia. 2017; 58 (8): 1316-1329.

15. Traub R. D., Whittington M. A., Buhl E. H. et al. A possible role for gap junctions in generation of very fast EEG oscillations preceding the onset of, and perthaps initiating, seizures. Epilepsia. 2001; 42: 153-170.

16. Urrestarazu E., Chander R., Dubeau F., Gotman J. Interictal high-frequency oscillations (100-500 Hz) in the intracerebral EEG of epileptic patients. Brain. 2007; 130: 2354-66.

17. Staba R. J., Stead M., Worrell G. A. Electroph ysiological biomarkers of epilepsy. Neurotherapeutics. 2014; 11: 334-346.

18. Simon A., Traub R.D, Vladimirov N., Jenkins A. et al. Gap junction networks can generate both ripple-like and fast ripple-like oscillations. Eur. J .Neurosci. 2014; 39: 46-60.

19. Bartos M., Vida I., Jonas P. Synaptic mechanisms of synchronized gamma oscillations in inhibitory interneuron networks. Nature reviews. Neuroscience. 2007; 8 (1): 45-56.

20. Vinck M., Womelsdorf T., Fries P. GammaBand Synchronization. Principles of Neural Coding. CRC Press. 2013.

21. Spencer K. M., Niznikiewicz M. A., Nestor P. G. et al. Left auditory cortex gamma synchronization and auditory hallucination symptoms in schizophrenia. BMC Neuroscience. 2009; 10 (85): 1-13.

22. Мann E. O., Mody I. Control of hippocampal gamma oscillation frequency by tonic inhibition and excitation of interneurons. Nature Neuroscience. 2010; 13 (2): 205-212.

23. Whittington M. A., Cunningham M. O., LeBeau F. E. et al. Multiple origins of the cortical gamma rhythm. Developmental Neurobiology. 2011; 71: 92-106.

24. Towers S. K., Gloveli T., Traub R. D. et al. Alpha 5 subunit-containing GABAA receptors affect the dynamic range of mouse hippocampal kainate-induced gamma frequency oscillations in vitro. The Journal of Physiology. 2004; 559 (3): 721-728.

25. Wendling F., Bartolomei F., Bellanger J. et al. Epileptic fast intracerebral EEG activity: evidence for spatial decorrelation at seizure onset. Brain. 2003; 126 (6): 1449-1459.

26. Worrell G. A., Stephen L. P., Cranstoun D. et al. High-frequency oscillations and seizure generation in neocortical epilepsy. Brain. 2004; 127: 1496-1506.

27. Medvedev A. V., Murro A. M., Meador K. J. Abnormal interictal gamma activity may manifest a seizure onset zone in temporal lobe. Epilepsy International Journal of Neural Systems. 2011; 21 (2): 103-114.

28. Sitnikova E. The Role of Somatosensory Cortex in Absence Epilepsy (Studies in Genetic Rat Model). Brain Research Journal. 2009; 2 (4): 281-296.

29. Ситникова Е. Ю., Грубов В. В., Храмов А. Е., Короновский А. А. Возрастные изменения частотно временнóй структуры сонных веретен на ЭЭГ у крыс с генетической предрасположенностью к абсанс эпилепсии (линия WAG/Rij). Журнал высшей нервной деятельности им. И. П. Павлова. 2012; 62 (6): 733-744.

30. Ozerdem A., Guntekin B., Atagun I., Basar E. Brain oscillations in bipolar disorder in search of new biomarkers. Clinical Neurophysiology. 2013; 62: 207-221.

31. Frost J. D., Hrachovy R. A. Pathogenesis of infantile spasms: a model based on developmental desynchronization. Journal of Clinical Neurophysiology. 2005; 22: 25-36.

32. Kobayashi K., Oka M., Akiyama T. et al. Very fast rhythmic activity on scalp EEG associated with epileptic spasms. Epilepsia. 2004; 45: 488-496.

33. Benedek K, Berenyi A., Gombkoto P. et al. Neocortical gamma oscillations in idiopathic generalized epilepsy. Epilepsia. 2016; 57 (5): 796-804.

34. Willoughby Т. О., Fitzgibbon S. P., Pope К. J. et al. Mental tasks induce gamma EEG with reduced responsiveness in primary generalized epilepsies. 2003; Epilepsia. 44 (1): 1406-1412.

35. Benedek K., Berenyi A., Gombkoto P. et al. Neocortical gamma oscillations in idiopathic generalized epilepsy. Epilepsia. 2016; 57 (5): 796-804.

36. Tenney J. R, Fujiwara H., Horn P. S. et al. Low- and high-frequency oscillations reveal distinct absence seizure networks. Annals of Neurology. 2014; 76: 558-567.

37. Kobayashi K., Akiyama T., Oka M., Endoh F., Yoshinaga H. A storm of fast (40-150 Hz) oscillations during hypsarrhythmia in West syndrome. Annals of Neurology. 2015; 77: 58-67.

38. Andrade-Valenca L. P., Dubeau F., Mari F., Zelmann R, Gotman J. Interictal scalp fast oscillations as a marker of the seizure onset zone. Neurology. 2011; 77: 524-531.

39. Klink N., Frauscher B., Zijlmans M., Gotman J. Relationships between interictal epileptic spikes and ripples in surface EEG. Clinical Neurophysiology. 2016; 127: 143-149.

40. Ren L., Kucewicz M. T., Cimbalnik J. et al. Gamma oscillations precede interictal epileptiform spikes in the seizure onset zone. Neurology. 2015; 84: 602-608.

41. Engel J. Jr., Bragin A., Staba R., Mody I. High-frequency oscillations: what is normal and what is not? Epilepsia. 2009; 50: 598-604.

42. Matsumoto A., Brinkmann B. H., Stead S. M. et al. Pathological and physiological high-frequency oscillations in focal human epilepsy. J. Neurophysiol. 2013; 110: 1958-1964.

43. Dümpelmann M., Jacobs J., SchulzeBonhage A. Temporal and spatial characteristics of high frequency oscillations as a new biomarker in epilepsy. Epilepsia. 2015; 56 (2): 197-206.

44. Zijlmans M., Jacobs J., Zelmann R. et al. High-frequency oscillations mirror disease activity in patients with epilepsy. Neurology. 2009; 72 (11): 979-86.

45. Melani F., Zelmann R., Dubeau F. et al. Occurrence of scalp-fast oscillations among patients with different spiking rate and their role as epileptogenicity marker. Epilepsy Res. 2013; 106 (3): 345-356.

46. Goldenholz D. M., Seyal M., Bateman L. M. et al. Interictal scalp fast oscillations as a marker of the seizure onset zone. Neurology. 2012; 78 (3): 224-225.

47. Jin B., So N. K., Wang S. Advances of Intracranial Electroencephalography in Localizing the Epileptogenic Zone. Neuroscience Bulletin. 2016; 32 (5): 493-500.

48. Архипова Н. Б., Александров М. В., Улитин А. Ю. Классификация патологической высокочастотной активности для анализа иктальной и интериктальной электрокортикографии у пациентов с фармакорезистентной эпилепсией. Российский нейрохирургический журнал имени профессора А. Л. Поленова. 2018; X: 18-19.

49. Архипова Н. Б., Александров М. В., Улитин А. Ю. Информативность анализа широкополосного интра- и экстраоперационного электрокортикографического мониторинга. Российский нейрохирургический журнал имени профессора А. Л. Поленова. 2018; X: 19-20.

50. Полунина А. Г. Показатели электроэнцефалограммы при оценке когнитивных функций. Журнал неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова. 2012; 7 (112): 74-82.

51. Бушов Ю. В., Светлик М. В., Крутенкова Е. П. Высокочастотная электрическая активность мозга и восприятие времени. Томск. 2009.

52. Basar E. A review of gamma oscillations in healthy subjects and in cognitive impairment. International Journal of Psychophysiology. 2013; 90: 99-117.

53. Posada A., Hugues E., Frank N. et. al. Augmentation of induced visual gamma activity by increased task complexity. European Journal of Neuroscience. 2003; 18 (8): 2351-2356.