В последние годы исследования по бегущим волнам при эпилепсии, совершили заметный сдвиг от описания статических очагов к моделированию пространственно-временных процессов.

Одной из наиболее влиятельных работ этого стало исследование Даймонда и его коллег (Diamond et al., 2021), где авторы на основе интракраниальной электроэнцефалографии человека математически переосмыслили концепцию эпилептического очага. Они показали, что регистрируемая иктальная активность представляет собой не одновременное возбуждение больших зон коры, а поток бегущих волн, испускаемых перемещающимся фокальным источником, что позже было подтверждено и для интериктальных разрядов (Diamond et al., 2023).

Определенный вклад внесли работы по развитию нейрополевых теорий (Coombes and Byrne, 2019), в которых исследовались условия возникновения стабильных волновых решений при переходе от сигмоидальных функций активации к функциям Хевисайда. Это позволило точнее связать такие макроскопические параметры бегущих волн, как их форма и скорость распространения, с микроструктурными свойствами ткани, включая синаптическую задержку, радиус связности и пороги возбудимости нейронов (Saggio et al., 2020).

Большое развитие получила вычислительная платформа The Virtual Brain, в рамках которой исследователи интегрировали модель Эпилептисимус (Epileptor) с детальными коннектомами мозга (Jirsa et al., 2023). Публикации последних лет в этой парадигме сфокусировались на моделировании того, как геометрия проводящих путей и локализация эпилептогенной зоны влияют на скорость и векторы распространения бегущих волн (An et al., 2024). В этих работах были предложены новые алгоритмы персонализированного контроля волновой динамики с помощью виртуальной хирургической резекции, фармакологического подавления возбудимости или направленной нейростимуляции (Courtiol et al., 2022).

Параллельно с этим активно изучались феномены вызванных бегущих волн (Muller et al., 2018). В исследованиях пространственно-временной динамики потенциалов, вызванных одиночными электрическими импульсами, было математически доказано, что искусственная стимуляция коры способна запускать бегущие волны со скоростями, идентичными спонтанным патологическим разрядам (Taylor et al., 2022).

Все эти авторы победно рапортуют, что их вычисления открыли новые перспективы для терапевтической стимуляции замкнутого цикла, способной генерировать интерферирующие волны для гашения приступа.

Литература

Muller et al. 2018 Nature Reviews Neuroscience

Coombes and Byrne 2019 Documents in Mathematical Neuroscience

Saggio et al. 2020 PLOS Computational Biology

Diamond et al. 2021 Brain

Courtiol et al. 2022 Epilepsia

Taylor et al. 2022 Clinical Neurophysiology

Diamond et al. 2023 Medical Image Analysis

Jirsa et al. 2023 Nature Computational Science

An et al. 2024 Frontiers in Computational Neuroscience

#эпилепсия #epilepsy