基于立体脑电图的后扣带回癫痫亚型发作期致痫网络差异研究

《CNS Neuroscience & Therapeutics》：Ictal Epileptogenic Network Differences in Posterior Cingulate Epilepsy Subtypes Based on SEEG

　　

摘要专业翻译 目的： 比较后扣带回皮层（PCC）癫痫与压后皮层（RSC）癫痫之间发作期传播的致痫网络差异，并阐明其网络层面的病理生理特征。 方法： 本研究共纳入18例经确诊的PCC或RSC相关癫痫患者。研究人员基于两两非线性回归（h2系数）计算发作前期、发作起始期和传播期的有向功能连接。利用图论和线性混合效应模型，量化致痫网络的网络拓扑结构和动态传播模式。 结果： 神经心理学测试显示，RSC癫痫患者的视觉回忆能力显著较差（p = 0.030）。在传播期，同侧内侧颞叶结构表现出显著大于入强度的节点出强度，作为癫痫传播的次级驱动者（p = 0.004）。外侧颞叶皮层则表现为入强度占优势的信号接收者（p = 0.015）。RSC癫痫较PCC癫痫表现出更强的向同侧内侧颞叶区域的方向性传播（p = 0.022），而PCC癫痫在关键区域之间缺乏一致的方向性连接。 结论： RSC和PCC癫痫在视觉空间记忆表现和发作期网络动力学方面存在固有差异。RSC癫痫优先向同侧内侧颞叶结构传播的特征，可能代表区分后扣带回癫痫亚型的潜在电生理学相关指标。

论文解读

一、研究背景与科学问题

后扣带回癫痫（PCE）是一种临床诊治极具挑战性的药物难治性局灶性癫痫。由于发作症状复杂多变，致痫区的精确定位一直十分困难。后扣带回包含多个功能不同的亚区，其中后扣带回皮层（PCC）和压后皮层（RSC）是两大主要的致痫起源区。临床上，源自PCC和RSC的癫痫发作在意识障碍、自动症、复杂运动症状、强直发作和自主神经紊乱等方面存在重叠表现，但两者也存在明确的症状差异：RSC起源的发作中自动症更为常见，且意识障碍持续时间更长。这些差异源于两个亚区在细胞构筑、结构连接和功能网络组织方面的固有分歧。

从解剖和功能基础来看，PCC主要由颗粒神经元构成，神经元密度高、突触连接丰富，其核心连接网络集中于内侧额叶、楔前叶和颞顶新皮层等区域，广泛参与运动控制、躯体感觉处理和视觉信息整合。相比之下，RSC含有更高比例的颗粒细胞缺乏区，神经元分布相对稀疏，其显著特征是与海马、海马旁回（PHG）和背外侧前额叶皮层存在密集的投射连接，且这种连接强度显著高于PCC，使其成为空间记忆存储、形成和提取的核心脑区。这种结构连接的差异理论上会导致两种亚型癫痫发作时致痫网络传播模式的特异性分化，但这一假设尚未在临床研究中得到系统验证。

立体脑电图（SEEG）能够直接记录发作期脑电动力学的动态变化，为分析致痫网络传播提供了可靠平台。然而，这两种癫痫亚型的核心驱动节点、详细传播通路和认知机制仍知之甚少。功能连接分析结合图论可定量评估网络拓扑结构，识别关键驱动和接收节点，是区分癫痫亚型的有力工具。本研究旨在基于SEEG数据刻画有向功能连接，结合图论与统计模型，实现三个目标：识别癫痫各阶段功能连接的强度和方向性差异；确定两种亚型是否遵循不同的传播通路；验证网络拓扑特征是否与临床和认知特征相关。

二、研究设计与主要结论

本研究回顾性分析了2012年至2023年间在首都医科大学三博脑科医院癫痫中心接受SEEG检查的PCE亚型患者。共纳入18例患者（36次发作），其中RSC癫痫8例（均为男性），PCC癫痫10例（男女各5例）。纳入标准包括：SEEG确认发作起始区（SOZ）位于PCC或RSC；SEEG监测期间记录到至少两次完整的习惯性发作；患者接受PCC切除或PCC/RSC射频热凝术，术后随访超过1年且达到Engel I级（无发作）结局。所有患者均完成标准术前评估，包括临床病史采集、神经系统检查、视频脑电图监测、癫痫专项MRI、PET以及韦氏记忆量表-IV神经心理学测试。

研究得出以下主要结论：RSC癫痫在传播期表现出向同侧内侧颞叶结构的特异性方向性传播，该区域在发作期网络中充当“驱动者”角色，而颞叶新皮层则表现为“接收者”特征；RSC癫痫较PCC癫痫在传播期优先募集同侧内侧颞叶结构；RSC癫痫发作期向同侧海马结构的增强连接与其视觉空间记忆功能损害密切相关。PCC癫痫则表现为缺乏明确方向性的弥散性传播模式。这些发现为后扣带回癫痫亚型区分和术前精确定位提供了新的电生理学证据。

三、关键技术方法

研究人员采用以下主要技术方法：基于SEEG颅内电极植入术进行发作期脑电信号记录，电极覆盖策略聚焦于核心假设区域（PCC和RSC）及传播区域（同侧内侧颞叶结构、新皮层颞叶、楔前叶、新皮层顶叶及部分对侧同源脑区）；利用癫痫发生指数（EI）对脑区进行分类（致痫区EZ、传播区PZ、非受累区NI）；采用非线性回归系数（h2系数）在30–80 Hz伽马频带计算所有SEEG通道对有向功能连接矩阵；基于图论计算节点入强度、出强度、总强度和归一化节点强度等网络拓扑指标；运用线性混合效应模型（LMM）进行组内时间动态分析和组间连接强度比较，并使用Benjamini–Hochberg程序控制错误发现率（FDR）。

四、研究结果

4.1 临床数据

共纳入18例患者，RSC癫痫8例（均为男性），PCC癫痫10例（5男5女）。两组在手术年龄、癫痫发病年龄、发作间期或发作期视频脑电图特征、影像学发现、手术方式及术后结局方面均无显著差异（均p > 0.05）。RSC癫痫组平均病程（5.50 ± 4.07年）短于PCC癫痫组（10.10 ± 7.71年）（p = 0.050），且两组性别分布存在显著差异（p = 0.040）。在完成神经心理学测试的患者中，RSC癫痫组视觉再现分量表得分（3.40 ± 5.64分）显著低于PCC癫痫组（10.29 ± 2.14分）（p = 0.030），而两组在总记忆商数、联想学习、逻辑记忆和工作记忆方面均无显著差异。

4.2 组内连接强度的时间特征

通过线性混合效应模型分析发现，与发作前期和发作起始期相比，RSC癫痫在传播期向同侧内侧颞叶结构的节点出强度显著高于入强度（p = 0.004），表明该区域在此阶段主要充当网络信息的“驱动者”。相反，颞叶新皮层表现为入强度显著高于出强度（p = 0.015），呈现典型的“接收者”特征。相比之下，PCC癫痫在七个关键脑区均未观察到统计学显著差异（均p > 0.05），提示其致痫网络可能缺乏明确的方向性特征。

4.3 组间连接强度的时空特征

在发作前期和发作起始期，两种亚型在七个关键脑区的相对连接强度均无显著组间差异。但在传播期，RSC癫痫与PCC癫痫在同侧内侧颞叶结构的相对强度方面出现显著差异（p = 0.022），表明RSC癫痫优先募集同侧内侧颞叶结构。

4.4 致痫网络与双侧海马结构的连接强度差异

对18例在同侧海马结构植入电极的患者进行组间比较发现，RSC癫痫组在传播期与同侧海马结构的相对连接强度显著高于PCC癫痫组（p = 0.021）。对双侧海马结构均有电极植入的每侧3例患者（各6次发作）的补充分析显示，两组在对侧海马结构的连接强度方面无显著差异（p = 0.211）。这进一步证实RSC癫痫的致痫网络存在涉及同侧海马结构的特异性传播通路。

五、讨论与结论

讨论部分指出，RSC癫痫致痫网络的传播具有“阶段依赖性”和“偏侧特异性”。在传播期，同侧内侧颞叶结构作为“驱动者”而颞叶新皮层作为“接收者”，这与RSC与海马之间已知的双向解剖连接一致。研究提出可能存在“RSC-同侧海马-颞叶新皮层”的间接传播通路，即通过“级联激活”效应实现。相比之下，PCC癫痫缺乏主导性传播通路，异常电活动通过广泛网络连接同时激活多个脑区，这与其临床表现更为弥散、缺乏明确定位体征的特征相符。这些网络传播差异与神经心理学评估结果显著相关，RSC癫痫患者的视觉再现功能损害与其发作期向同侧海马结构的定向传播有关。

研究结论为：RSC和PCC癫痫在发作期致痫网络的传播模式上表现出根本性差异。RSC癫痫以RSC为发作起源，表现出向同侧内侧颞叶结构（尤其是海马结构）的方向性传播，且与视觉空间记忆损害相关；而PCC癫痫则表现为相对弥散和非方向性的传播通路。这些发现为后扣带回癫痫的精确临床诊断、个体化手术决策和认知功能保护提供了关键的电生理学证据。