Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Принципы диагностики незрелой эпилептической (проэпилептической) активности на ЭЭГ у крыс с генетической предрасположенностью к абсанс-эпилепсии


https://doi.org/10.31799/1684-8853-2019-1-89-97

Полный текст:


Аннотация

Введение: абсанс-эпилепсия — особое неврологическое расстройство, характеризующееся короткими эпизодами утраты сознания (абсансом), во время которых на электроэнцефалограмме появляются высокоамплитудные разряды в форме «пикволна». Крысы линии WAG/Rij с генетической предрасположенностью к абсанс-эпилепсии служат надежной моделью данного заболевания, с помощью которой исследуют фундаментальные механизмы абсанс-эпилепсии, в частности, динамику формирования эпилептической активности на электроэнцефалограмме.

Цель: разработка принципов диагностики незрелых форм пароксизмальной (так называемой проэпилептической) активности на электроэнцефалограмме у крыс WAG/Rij.

Результаты: разработаны критерии для диагностики проэпилептической активности на ЭЭГ, полученные на основании частотно-временного анализа ЭЭГ на базе непрерывного вейвлет-преобразования с построением поверхностей вейвлетной энергии и скелетонов, которые представляли собой линии локальных максимумов на вейвлетной поверхности. Алгоритм диагностики протестирован на группе крыс линии WAG/Rij с «эпилептическим» и «бессимптомным» фенотипами. Обнаружено, что у крыс с «эпилептическим» фенотипом снижение числа проэпилептических паттернов в возрасте от 5 до 7 месяцев жизни сопровождалось ростом числа эпилептических разрядов, что могло быть связано с переходом проэпилептической активности в эпилептическую. У крыс с «бессимптомным» фенотипом возрастное снижение числа проэпилептических паттернов не сопровождалось появлением эпилептических разрядов. Снижение мгновенной частоты в течение проэпилептического паттерна было использовано в качестве дополнительного критерия для оценки степени эпилептизации распознанных паттернов. Число проэпилептических паттернов, характеризующихся снижением мгновенной частоты, у крыс WAG/Rij с «эпилептическим» фенотипом было выше, чем у крыс с «бессимптомным» фенотипом.

Практическая значимость: аналогичный подход может быть использован для ранней диагностики абсанс-эпилепсии у пациентов, имеющих соответствующую генетическую предрасположенность, на доклинической стадии болезни.


Об авторах

Е. Ю. Ситникова
Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН
Россия

Ситникова Евгения Юрьевна, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории нейроонтогенеза

Бутлерова ул., 5А, Москва, 117485



К. С. Смирнов
Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН
Россия

Смирнов Кирилл Сергеевич, младший научный сотрудник

Бутлерова ул., 5А, Москва, 117485



В. В. Грубов
Университет Иннополис
Россия

Грубов Вадим Валерьевич, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории нейроонтогенеза

Университетская ул., 1, Иннополис, 420500



А. Е. Храмов
Университет Иннополис
Россия

Храмов Александр Евгеньевич, доктор физико-математических наук, профессор, руководитель лаборатории нейронауки и когнитивных технологий

Университетская ул., 1, Иннополис, 420500



Список литературы

1. Карлов В. А., Гнездицкий В. В. Абсансная эпилепсия у детей и взрослых. М., Прессервис, 2005. 63 с.

2. Panayiotopoulos C. P. Typical absence seizures and related epileptic syndromes: assessment of current state and directions of future research. Epilepsia, 2008, vol. 49, no. 12, pp. 2131–2139.

3. Вольнова А. Б., Ленков Д. Н. Абсансная эпилепсия: механизмы гиперсинхронизации нейронных ансамблей. Медицинский академический журнал, 2012, т. 12, № 1, с. 7–19.

4. Niedermeyer E., Lopes da Silva F. H. Electroenlography. Basic principles, clinical applications, and related fields. 4th ed. Baltimore, Williams & Wilkins, 1999. 1256 p.

5. Seneviratne U., Cook M. J., D’Souza W. J. Electroencephalography in the diagnosis of genetic generalized epilepsy syndromes. Front Neurol, 2017, vol. 8, pp. 499. doi:10.3389/fneur.2017.00499

6. Горшков А. А., Осадчий А. Е., Фрадков А. Л. Регуляризация обратной задачи ЭЭГ/МЭГ локальным кортикальным волновым паттерном. Информационно-управляющие системы, 2017, № 5, с. 12–20. doi:org/10.15217/issn1684-8853.2017.5.12

7. Lüttjohann A. Disclosing hidden information in the electroencephalogram using advanced signal analytical techniques. J Physio, 2017, vol. 595(23), lpp. 7021–7022. doi:10.1113/JP275132

8. Максименко В. А., Харченко А. А., Люттьёханн A. Автоматизированная система для предсказания эпилептических приступов по многоканальным записям электрической активности мозга. Информационно-управляющие системы, 2018, № 4, с. 115–122. doi:org/10.31799/1684-8853-2018-4-115-122

9. van Luijtelaar E. L., Coenen A. M. Two types of electrocortical paroxysms in an inbred strain of rats. Neurosci Lett., 1986, vol. 70(3), pp. 393–397.

10. Coenen A. M. L., van Luijtelaar E. L. J. M. Genetic animal models for absence epilepsy: a review of the WAG/Rij strain of rats. Behav. Genet., 2003, vol. 33, pp. 635–655.

11. Depaulis A., van Luijtelaar G. Genetic models of absence epilepsy in the rat. In: Models of Seizures and Epilepsy. Elsevier, 2017, p. 1178.

12. van Luijtelaar E. L., Drinkenburg W. H., van Rijn C. M., Coenen A. M. Rat models of genetic absence epilepsy: what do EEG spike-wave discharges tell us about drug effects? Methods Find Exp Clin Pharmacol., 2002, vol. 24, suppl. D, pp. 65–70.

13. Coenen A. M., van Luijtelaar E. L. The WAG/Rij rat model for absence epilepsy: age and sex factors. Epilepsy Res., 1987, vol. 1(5), pp. 297–301.

14. Pinault D., Slézia A., Acsády L. Corticothalamic 5–9 Hz oscillations are more pro-epileptogenic than sleep spindles in rats. J Physiol, 2006, vol. 574, pp. 209–227.

15. Çarçak N., Aker R. G., Özdemir O., Demiralp T., Onat F. Y. The relationship between age-related development of spike-and-wave discharges and the resistance to amygdaloid kindling in rats with genetic absence epilepsy. Neurobiology of Disease, 2008, vol. 32(3), pp. 355–363. doi:10.1016/j.nbd.2008.07.018

16. Sitnikova E., Hramov A. E., Grubov V., Koronovsky A. A. Age-dependent increase of absence seizures and intrinsic frequency dynamics of sleep spindles in rats. Neurosci J., 2014, vol. 2014, p. 370764. doi:10.1155/2014/370764

17. Hramov A. E., Koronovskii A. A., Makarov V. A., Pavlov A. N., Sitnikova E. Wavelets in Neuroscience. London, Springer Series in Synergetics, Springer, Heidelberg, New York, 2015, 318 p.

18. Павлов А. Н., Храмов А. Е., Короновский А. А., Ситникова Е. Ю., Макаров В. А., Овчинников А. А. Вейвлет-анализ в нейродинамике. Успехи физических наук, 2012, т. 182(9), с. 905–939. doi:10.3367/UFNr.0182.201209a.0905

19. Sitnikova E. Yu., Hramov A. E., Grubov V. V., Koronovskii A. A. Time-frequency characteristics and dynamics of sleep spindles in WAG/Rij rats with absence epilepsy. Brain research, 2014, vol. 1543, pp. 290–299. doi:10.1016/j.brainres.2013.11.001

20. Габова А. В., Боснякова Д. Ю., Босняков М. С., Шацкова А. Б., Кузнецова Г. Д. Частотно-временная структура разрядов пик-волна генетической absence-эпилепсии. Доклады Академии наук, 2004, т. 396(4), с. 557–560.

21. Bosnyakova D., Gabova A., Zharikova A., Gnezditski V., Kuznetsova G., van Luijtelaar G. Some peculiarities of time-frequency dynamics of spike-wave discharges in humans and rats. Clin Neurophysiol., 2007, vol. 118, pp. 1736–1743.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Ситникова Е.Ю., Смирнов К.С., Грубов В.В., Храмов А.Е. Принципы диагностики незрелой эпилептической (проэпилептической) активности на ЭЭГ у крыс с генетической предрасположенностью к абсанс-эпилепсии. Информационно-управляющие системы. 2019;(1):89-97. https://doi.org/10.31799/1684-8853-2019-1-89-97

For citation: Sitnikova E.Y., Smirnov K.S., Grubov V.V., Hramov A.E. Diagnostic principles of immature epileptic (proepileptic) EEG activity in rats with genetic predisposition to absence epilepsy. Information and Control Systems. 2019;(1):89-97. (In Russ.) https://doi.org/10.31799/1684-8853-2019-1-89-97

Просмотров: 50


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-8853 (Print)
ISSN 2541-8610 (Online)