Mitä aivoille tapahtuu ohimolohkon etuosan leikkauksen jälkeen? | RICAPE update

Kommentti

Muistiverkon plastisuus ohimolohkoresektion jälkeen: A Longitudinal Functional Imaging Study.

Sidhu MK, Stretton J, Winston GP, McEvoy AW, Symms M, Thompson PJ, Koepp MJ, Duncan JS. Brain2016;139:415-430 .

Vaikamalohkon etuosan resektio voi hallita kohtauksia jopa 80 %:lla potilaista, joilla on ohimolohkoepilepsia. Muistin heikkeneminen on tärkein neurokognitiivinen komplikaatio. Preoperatiivista toiminnallista uudelleenjärjestelyä on kuvattu muistiverkoissa, mutta postoperatiivisesta uudelleenjärjestelystä tiedetään vähemmän. Tutkimme muistia koodaavien verkostojen uudelleenorganisoitumista preoperatiivisesti sekä 3 ja 12 kuukautta leikkauksen jälkeen. Tutkimme 36 potilasta, joilla oli yksipuolinen mediaalisen ohimolohkon epilepsia (19 oikealla), ennen ohimolohkon etuosan resektiota sekä 3 ja 12 kuukautta sen jälkeen. Viisitoista tervettä kontrollihenkilöä tutkittiin kolmena vastaavana ajankohtana. Kaikille tutkittaville tehtiin neuropsykologiset testit jokaisena kolmena ajankohtana. Toiminnallinen magneettikuvausmuistin koodausparadigma, jossa koodattiin sanoja ja kasvoja, suoritettiin ja sitä seurasi skannerin ulkopuolinen tunnistuksen arviointi. Kunkin potilasryhmän aktivaatioiden muutoksia eri ajankohtina verrattiin kontrolliryhmän muutoksiin yhden joustavan faktorianalyysin avulla. Muistin postoperatiivinen muutos aikapisteiden välillä korreloitiin postoperatiivisten aktivaatioiden kanssa uudelleenorganisoitujen verkostojen tehokkuuden tutkimiseksi. Vasemman ohimolohkon epilepsiapotilaat osoittivat lisääntynyttä oikean anteriorisen hippokampuksen ja otsalohkon aktivaatiota sekä 3 että 12 kuukautta leikkauksen jälkeen suhteessa leikkausta edeltävään aikaan sanojen ja kasvojen koodauksen osalta, ja samanaikaisesti vasemman otsalohkon aktivaatio väheni 12 kuukautta leikkauksen jälkeen. Oikean anteriorisen hippokampuksen aktivoituminen 12 kuukautta leikkauksen jälkeen korreloi merkittävästi vasemman ohimolohkon epilepsiapotilaiden parantuneen verbaalisen oppimisen kanssa preoperatiivisesti ja 12 kuukautta leikkauksen jälkeen. Preoperatiivisesti oli merkittävää vasemmanpuoleista posteriorista hippokampuksen aktivaatiota, joka säilyi 3 kuukautta postoperatiivisesti sanojen koodauksessa ja lisääntyi kasvojen koodauksessa. Sekä sanojen että kasvojen koodauksessa tämä väheni merkittävästi 3-12 kuukautta postoperatiivisesti. Potilailla, joilla oli oikean ohimolohkon epilepsia, vasemmanpuoleinen anteriorinen hippokampuksen aktivaatio lisääntyi sanojen koodauksessa 3-12 kuukautta postoperatiivisesti verrattuna preoperatiiviseen tilanteeseen. Kasvojen koodauksessa vasemman anteriorisen hippokampuksen vasemmanpuoleinen aktivaatio oli havaittavissa preoperatiivisesti ja 12 kuukautta postoperatiivisesti. Vasemman anteriorisen hippokampuksen ja orbitofrontaalisen aivokuoren aktivaatiot korreloivat sekä suunnittelun että verbaalisen oppimisen paranemisen kanssa 12 kuukautta postoperatiivisesti. Kasvojen koodauksessa vasemmanpuoleinen posteriorinen hippokampuksen aktivaatio lisääntyi merkittävästi ja väheni merkittävästi 3-12 kuukautta postoperatiivisesti. Sekä vasemman että oikean ohimolohkon epilepsiapotilaiden muistin koodausverkossa tapahtuu postoperatiivisia muutoksia sekä verbaalisilla että visuaalisilla alueilla. Kolme kuukautta leikkauksen jälkeen tapahtuva kompensoiva posteriorinen hippokampuksen uudelleenorganisoituminen on ohimenevää ja tehotonta. Kontralateraalisen hippokampuksen sitoutuminen 12 kuukautta leikkauksen jälkeen edusti tehokasta uudelleenorganisoitumista molemmissa potilasryhmissä, mikä viittaa siihen, että kontralateraalinen hippokampus vaikuttaa muistin lopputulokseen 12 kuukautta leikkauksen jälkeen.

Muistimuutokset ovat hyvin tunnettu etummaisen ohimolohkon resektion (ATL) vaikutus. Eniten huomiota on kiinnitetty leikkauksen jälkeisen muistitoiminnan heikkenemiseen, ja meta-analyysin tulokset osoittavat muistin heikentyneen neuropsykologisissa verbaalisen muistin testeissä 44 prosentilla henkilöistä, joille tehtiin dominoivan aivopuoliskon ATL, ja vain 20 prosentilla niistä potilaista, joille tehtiin ATL ei-dominoivalla aivopuoliskolla (1). On yritetty useaan otteeseen ennustaa, mitkä kliiniset ja demografiset tekijät voisivat parhaiten ennustaa leikkauksen jälkeistä muistin heikkenemistä. Parhaillaan pyritään myös muuttamaan nykyisiä kirurgisia menetelmiä tai kehittämään uusia menetelmiä, joilla pyritään vähentämään useimpiin tavanomaisiin kirurgisiin lähestymistapoihin liittyvän muistin heikkenemisen vakavuutta ja laajuutta (2).

Paljon vähemmän huomiota saavat kuitenkin ne potilaat, joiden muistitoiminnot paranevat ATL:n jälkeen. Vaikka joissakin tutkimuksissa on havaittu yleistä muistin paranemista, Novelly ja kollegat olivat ensimmäisiä, jotka havaitsivat tämän ATL:n läpikäyneillä potilailla, profiilin valikoiva modaliteettispesifisen muistitoiminnan paraneminen, joka liittyy leikkauksen kontralateraaliseen pallonpuoliskoon. Kyseisessä tutkimuksessa tehdyssä ryhmämuutosten analyysissä kirjoittajat havaitsivat, että vasemmanpuoleisen ATL:n läpikäyneillä potilailla havaittiin parannusta visuaalisten mallien muistamisessa, kun taas oikeanpuoleisen ATL:n läpikäyneillä potilailla havaittiin parannusta kappaleiden muistamisessa (3). Muissa keskuksissa havaittiin samankaltaisia tuloksia. Eräässä tutkimuksessa, jossa tarkasteltiin yksilöllisiä muutosprosentteja käyttämällä samojen testien päivitettyjä versioita, havaittiin, että 25 prosentilla vasemmanpuoleisen ATL:n saaneista potilaista visuaalisten kuvioiden viivästetty muistaminen parani, kun taas 31 prosentilla oikeanpuoleisen ATL:n saaneista potilaista havaittiin parannusta kappaleiden muistamisessa (4), mikä osoittaa, että niiden potilaiden määrä, joiden muistisuorituskyky parani, on ilmeisesti verrattavissa niihin, joiden muistisuorituskyky heikkeni.

Vaikka alan painotus muistin heikkenemisen tutkimiseen ja ennustamiseen ATL:n läpikäyneillä potilailla on selvästi perusteltua, käsite muistin paranemisesta leikkauksen jälkeen on kiehtova, ja sillä voi olla useita tärkeitä neurobiologisia ja kliinisiä vaikutuksia epilepsian kirurgiseen hoitoon ja leikkauksen jälkeisten negatiivisten vaikutusten ehkäisyyn. Muistin paranemiseen on tähän mennessä kiinnitetty suhteellisen vähän huomiota. Neuropsykologisista tutkimuksista saadut tulokset ovat antaneet viitteitä siitä, että aivokudoksen ärsytystä aiheuttavan kudoksen poistolla (5) tai aivojen plastisuuden vaikutuksilla (6) on myönteinen vaikutus. Vaikka neuropsykologisia testejä käyttävillä tutkimuksilla on kuitenkin ollut merkittävä rooli epilepsiapotilaiden postoperatiivisen muistin paranemisen tunnistamisessa ja mittaamisessa, on selvää, että tämän paranemisen taustalla olevien neurofysiologisten mekanismien tuntemuksen lisääminen edellyttää kehittyneiden neurokuvantamistekniikoiden lisäämistä.

Äskettäin julkaistussa tutkimuksessa Sidhu ja kollegat käyttivät funktionaalista magneettikuvantamista (fMRI) tutkiakseen muistin sarjamuistimuutoksia 36:lla ATL:lla leikattua potilasta (17 vasemmalla, 19 oikealla) ja 15:llä terveellä kontrollihenkilöläistä. Tutkijat käyttivät muistiparadigmaa, johon sisältyi sanojen ja kasvojen koodaus, jota seurasi tunnistamisen arviointi skannerin ulkopuolella. Potilaiden fMRI-aktivaation muutoksia preoperatiivisen testauksen yhteydessä sekä 3 ja 12 kuukautta leikkauksen jälkeen verrattiin samoina ajankohtina tutkittuihin kontrolleihin. Muistin koodauksen aikana tapahtuvasta aivojen aktivaatiosta saatuja tuloksia verrattiin tunnistamismuistin testauksesta saatuihin tuloksiin ja tavanomaisista neuropsykologisista testeistä saatuihin tuloksiin, joilla arvioitiin postoperatiivisia muistimuutoksia käyttämällä luotettavia muutosindeksejä.

Tässä tutkimuksessa havaittiin kaksi erillistä dynaamista prosessia, jotka olivat muistimuutosten taustalla ATL:n läpikäyneillä potilailla: 3 kuukautta leikkauksen jälkeen oli todisteita posterioristen hippokampusalueiden ohimenevästä aktivaatiosta, jonka kirjoittajat olettavat olevan luonteeltaan kompensoivaa. Tätä seurasi 12 kuukautta leikkauksen jälkeen leikkauksen kontralateraalisen hippokampuksen sitoutuminen, jonka oletettiin edustavan tehokkaan uudelleenorganisoitumisen vaikutuksia. Kontrollihenkilöillä oli melko vakaat mediaalisen ohimolohkon aktivaatiomallit sanojen koodaustesteissä, ja oikeanpuoleinen aktivaatio oli vähentynyt kasvojen testauksessa. Näitä tietoja käytettiin kontrolloimaan ATL-koehenkilöillä havaittuja pitkittäisiä muutoksia, jotka mahdollisesti johtuivat toistuvan testauksen vaikutuksista.

Tämän tutkimuksen tulokset antavat jonkin verran alustavaa tietoa ATL:n jälkeisten muistisuorituskyvyn muutosten mahdollisista neurobiologisista taustatekijöistä. Havaitessaan ohimeneviä muutoksia 3 kuukauden kohdalla kirjoittajat toistivat tärkeät havainnot – jotka kuvattiin yhdessä heidän laboratorionsa aiemmassa tutkimuksessa, joka tehtiin aiemmalla näytteellä – ja jotka osoittivat, että ipsilateraalisen posteriorisen hippokampuksen eheys on kriittinen tekijä ATL:n jälkeisen varhaisen muistitoiminnan kannalta (7). Kontralateraalisen hippokampuksen toimintaan liittyvien pidempiaikaisten muutosten osoittaminen tarjoaa nyt mahdollisen selityksen aivomuutoksille, jotka ovat aiemmissa, yli 30 vuotta sitten tehdyissä tutkimuksissa kuvattujen potilaiden muistin paranemisen taustalla (3).

On tärkeää huomata, että tämän tutkimuksen havainnot eivät tukeneet kahta neuropsykologista peruslähtökohtaa, joita on kuvattu lukuisissa ATL:n jälkeisiä muistimuutoksia koskevissa tutkimuksissa vuosien varrella: tutkijat havaitsivat vertailukelpoisia muutoksia ryhmätasolla sekä sana- että kasvokoodausparadigmassa, mutta eivät pystyneet osoittamaan vasemman- ja oikeanpuoleiseen ATL:ään liittyviä modaliteettispesifisiä vaikutuksia, mikä ei ole johdonmukaista alunperin varhaisissa leikkauksenjälkeisiä muistimuutoksia koskeneissa varhaisvaiheiden tutkimuksissa kuvattujen löydösten mallin kanssa (8). Lisäksi havaittu kontralateraalisen aivopuoliskon hippokampuksen aktivaatiomalli ja sen ennuste muistin lopputuloksesta 12 kuukauden kohdalla ovat vastoin muistin palautumisen toiminnallisen riittävyyden mallin ennusteita ja ovat johdonmukaisempia postoperatiivisen muistitoiminnan toiminnallisen reservin mallin ennusteiden kanssa (9).

Tämän tutkimuksen havainnoilla voi olla vaikutuksia tulevaan tutkimukseen ja kliinisiin sovelluksiin. Ensinnäkin kontralateraalisen hippokampuksen havaittu rooli ja sen suhde muistitulokseen 12 kuukauden kohdalla saattaa saada muut tutkijat tarkastelemaan uudelleen neuropsykologisia testejä, Wada-testiä tai muita fMRI-tietoja käyttävien tutkimusten tuloksia sen määrittämiseksi, miten preoperatiivisesti ja leikkauksen jälkeisessä varhaisvaiheessa mitattua kontralateraalista muistitoimintaa voitaisiin käyttää ennustamaan parempia pitkän aikavälin muistituloksia. Lisäksi leikkauksen jälkeisen muistin palautumisen mahdollisen kaksivaiheisen prosessin tunnistamisella – jossa käytetään eri aivoalueita ja mahdollisesti erilaisia muistin koodausstrategioita – voi olla tärkeitä vaikutuksia uusien ja dynaamisten kognitiivisten korjausstrategioiden kehittämiseen sekä varhaisessa että myöhemmässä vaiheessa leikkauksen jälkeen (10).

Sidhun ja kollegoiden tutkimuksesta saadut hyödyllisimmät opit ovat osoitus siitä, että kehittyneitä kuvantamistekniikoita voidaan käyttää tehokkaasti vastaamaan joihinkin pitkään jatkuneista kysymyksistä, jotka alunperin heräsivät ATL:ää läpikäyvillä koehenkilöillä tehdyistä neuropsykologisista tutkimuksista. Toiveena on, että tulevaisuudessa integroitu monitieteinen lähestymistapa, jossa käytetään kuvantamismenetelmien ja neuropsykologisten menetelmien yhdistelmää, voi johtaa ATL:n jälkeen havaittujen muistimuutosten parempaan ymmärtämiseen ja parantaa kykyämme maksimoida kliiniset tulokset.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.