Sekonder jeneralize epileptik nöbetlerin gelişiminde talamusun rolü
The role of thalamus in secondary generalized epileptic seizures
Yazar: BURCU ASMA
Danışman: DOÇ. DR. İREM FATMA ULUDAĞ
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / İzmir Tepecik Eğt. ve Arş. Hast. / Nöroloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2019
Konu: Nöroloji = Neurology
Dizin: Epilepsi = Epilepsy ; Epilepsi-genel = Epilepsy-generalized ; Epilepsi-temporal lob = Epilepsy-temporal lobe ; Globus pallidus = Globus pallidus ; Manyetik rezonans görüntüleme = Magnetic resonance imaging ; Nöbetler = Seizures ; Talamus = Thalamus

Özet:
Sekonder jeneralize epileptik nöbetlerin gelişiminde talamusun rolü
Giriş ve amaç: Fokal başlangıçlı bilateral tonik klonik nöbetlere (FBTKN) tedaviye kötü yanıt, ileri morbidite, yüksek SUDEP (sudden unexpected death in epilepsy, epilepside ani beklenmedik ölüm)  riskleri sıklıkla eşlik etmektedir.  Mekanizmalar az bilinmesine rağmen bazı bazal ganglion ve talamus gibi subkortikal yapıların sekonder jeneralizasyonda etkisinin olduğu bilinmektedir. Bazal ganglion ve talamus yapılarının temporal lob nöbetlerinde inhibitör rolü olabileceği öne sürülmüştür. Bu nedenle, FBTKN'nin prevalansının talamusu serbestleştiren ve ardından fokal nöbetin ilerlemesini ve yayılmasını teşvik eden bazal ganglion yolaklarındaki bozulma ile ilişkili olduğunu varsaydık. Bu amaçla temporal lob epilepsilerde (TLE) FBTKN gelişimi ile ilişkili bazal ganglion (BG) yapılarının  fonksiyonel organizasyonunu incelemek amaçlı bilimsel perspektifte bir ağ kurmayı planladık.
Hastalar ve yöntem: 72 hastada 5 dakikalık dinlenim durumu fonksiyonel MRG verileri toplandı ve bu hastalar nöbet öykülerine göre 3 gruba ayrıldı.(24 kişilik gruplar, sağ/sol TLE=12/12). Sadece fokal başlangıçlı nöbetleri (F) olanlar, eski fokal başlangıçlı bilateral tonik klonik nöbetleri (e-FBTKN, son 1 yılda sekonder jeneralize nöbet geçirmemiş) olanlar, güncel-fokal başlangıçlı bilateral tonik klonik nöbetleri (g-FBTKN,son 1 yıl içinde sekonder jeneralize nöbet geçirmiş) olanlar şeklinde belirlendi. İlk olarak bir grup yüksek çözünürlüklü sağlıklı kontrol kontrol verisine maskeli bağımsız bileşen analizi uyguladık ve striatum, globus pallidius (GP), talamusu her hemisferde ayrı 20 fonksiyonel parsele ayırdık. Sonrasında kendi fonksiyonel MRG verilerimizde parsel zaman serilerini çıkardık. Bazal ganglion yolaklarının unilateral özelliğini dikkate alarak her hemisfer için ayrı fonksiyonel bağlantı matriksini hesapladık. Sonrasında her fonksiyonel bağlantı matriksindeki her parselin tasarımsal karakterini belirledik ve bunu anatomik yapısı ile karşılaştırarak bölgeler arası bağlantının bir ölçütü olarak integrasyon indeksini (farklı bölgelerdeki parsellerin aynı modül içinde yer alabilme olasılığı) hesapladık. Gruplar arası integrasyon indeks verilerini ANOVA testi ile kıyasladık.
Sonuçlar: 3 hasta grubunda yaş, cinsiyet, el dominansı gibi majör klinik özelliklerde belirgin fark yoktu. Çoklu değişkenli ANOVA testinde iktal  hemisferde talamus ve globus pallidus interna (GPi) arasında, subtalamik nükleus (STN) ve GPi arasındaki integrasyonda anlamlı grupsal azalma saptandı. Ayrıca iktal hemisferde putamen ve GPi arasında da integrasyonda anlamlı grupsal  artma izlendi. 
Yorum: Bu sonuçlar FBTKN geçiren TLE hastalarının BG yolaklarında bozulmanın olduğunu destekledi. Bu bozulma g-FBTKN hastalarında e-FBTKN hastalarına göre daha belirgindi. GPi-talamus bağlantısının inhibitör etkisi bilinmektedir. Bunların arasındaki azalmış bağlantı GPi dan talamusa inhibe edici etkiyi azaltarak daha fazla sekonder jeneralize nöbet oluşumunu tetiklemekte ve aslında sürekli kendini uyaran bir devre varlığını göstermekte olabilir. Bu data sekonder jeneralize nöbetlerdeki ana nöral devreleri netleştirmekte ve sekonder jeneralize nöbetlerde tedaviye yanıt cevabını bize göstermektedir.

ANAHTAR KELİMELER: Temporal lob epilepsi(TLE); Fokal başlangıçlı bilateral tonik klonik nöbet(FBTKN); Talamus; Fonksiyonel MRG; Globus pallidus(GP)

Abstract:
The role of thalamus in secondary generalized epileptic seizures
Introduction and objective: The prevalence of focal to bilateral tonic-clonic seizures (FBTCS) is associated with severe morbidity, higher risk of SUDEP and poor treatment outcomes. While little is known about the critical circuitry involved in FBTCS, some subcortical structures such as basal ganglia (BG) and thalamus have been implied in secondary generalization. It is proposed that tha basal ganglia and tahalamus may play an inhibitory role in temporal lobe seizures. Therefore, we hypothesize that the prevalance of FBTCS is associated with the disruption in basal ganglia pathways, which unleashes the thalamus, and in turn, promotes seizure propagation and spreading. Hence, we offered a network science perspective to articulate the functional organization of the BG associated with FBTCS in temporal lobe epilepsy (TLE).
Patients and method: Five-min resting-state fMRI data were collected from 72 TLE patients, who were classified into 3 groups (24 each, L/R TLE=12/12) based on their seizure history: with focal onset seizures only (F), with remote FBTCS (rFBTCS, no episode for at least a year), and with current FBTCS (cFBTCS). We first applied masked independent component analysis (ICA) to a group of high resolution healthy control data to segment the striatum, global pallidus (GP), and thalamus into 20 functional parcels per hemisphere. We then extracted the parcel time series from our clinical fMRI data. Considering the unilateral nature of the BG pathways, we calculated a functional connectivity (FC) matrix for each hemisphere. The 2 matrices for RTLE were switched left-to-right to maintain access to ictal vs. non-ictal side. We then estimated the modular identity of each parcel from each FC matrix, and compared it with its anatomical identity to calculate the integration index (the probability a parcel is assigned to the same module with parcels from a different region), as a measure of inter-regional communication. We compared integration index data between groups with ANOVA test. 
Results: The 3 patient groups did not differ in age, gender, handedness, or other major clinical characteristics. Multivariate ANOVA revealed a significant reduced integration between thalamus and globus pallidus interna (GPi), STN (subthalamic nucleus) and GPi in ictal hemispheric side. Additionally we found significant increasing integration between putamen and GPi in ictal hemispheric side. 
Conclusion: These results suggested TLE patients with FBTCS possess a disruption in BG pathways, which was most evident in those with current episodes but less so in patients whose FBTCS is now under control. As the GPi-to-thalamus connection is known to be inhibitory, diminished communication between them may represent a self-perpetuating circuit, weakening the inhibition from the GPi to thalamus to promote further FBTCS incidence. These data clarify key neural circuitry relevant to FBTCS, and potentially serve as an imaging maker for treatment response of FBTCS

KEYWORDS: Temporal lobe epilepsy(TLE); Focal to bilateral tonic clonic seizure(FTBTCS); Thalamus; Functional MRI; Globus Pallidus(GP)