Project

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Network Diagnosis for Epilepsy

English title Network Diagnosis for Epilepsy
Applicant Vulliémoz Serge
Number 192749
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Unité d'EEG et d'exploration de l'épilepsie Service de Neurologie Hôpitaux Universitaires de Genève
Institution of higher education University of Geneva - GE
Main discipline Neurology, Psychiatry
Start/End 01.01.2021 - 31.12.2024
Approved amount 897'147.00
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All Disciplines (2)

Discipline
Neurology, Psychiatry
Neurophysiology and Brain Research

Keywords (4)

Epilepsy; EEG connectivity; Diagnosis; MRI structural connectivity

Lay Summary (French)

Lead
Ce projet vise à développer et valider de nouveaux tests pour diagnostiquer l’épilepsie et prédire son évolution. Ces tests sont non-invasifs, basés sur l’Electro-Encéphalographie (EEG) et l’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM).L’épilepsie est une des maladies neurologiques les plus fréquentes. L’EEG détecte des activités électriques anormales entre les crises qui contribuent au diagnostic mais l’examen est parfois normal. De nouveaux outils seraient donc précieux pour le diagnostic, l’évolution et la réponse au traitement.
Lay summary

De nouvelles analyses EEG montrent les liens entre les activités de différentes régions cérébrales organisées en réseaux fonctionnels. Ceci permet de révéler des anomalies indétectables visuellement. 

La première partie du projet vise à déterminer l’impact clinique de ces nouvelles mesures des réseaux pour le diagnostic et le pronostic de l’épilepsie. La deuxième partie du projet étudie le couplage de ces réseaux fonctionnels avec les connections structurelles, montrées par la tractographie basée sur l’IRM. Les différences d’alignement entre structure et fonction cérébrales pourraient permettre de mieux comprendre les réseaux cérébraux et d’améliorer la détection des anomalies.

Ces méthodes seront testées sur plusieurs goupes de personnes avec différentes formes d’épilepsie, pour valider la précision diagnostique individuelle. Chez les patients bénéficiant d’une chirurgie de l’épilepsie, la prédiction du succès de l’opération sera étudiée. 

Ce projet de recherche clinique transfère des nouvelles connaissances d’imagerie cérébrale vers des outils diagnostiques pour améliorer la prise en charge des patients avec épilepsie. D’autres applications sont possibles dans certaines maladies cérébrales adultes ou pédiatriques.   

Direct link to Lay Summary Last update: 28.10.2020

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Project partner

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
170873 Exploring brain communication pathways by combining diffusion based quantitative structural connectivity and EEG source imaging : application to physiological and epileptic networks 01.03.2017 Sinergia
169198 Local and global brain connectivity alterations in focal epilepsy: Effects of disease, surgery and neuromodulation 01.02.2017 Project funding (Div. I-III)

Abstract

Epilepsy remains often difficult to diagnose, as seizures are transient, unpredictable and difficult to record. Between seizures, electroencephalography (EEG) can record electrical brain signals and help confirm diagnosis but is often unremarkable. Epilepsy is also difficult to treat with a third of patients suffering from drug-resistant epilepsy. Most of these patients suffer from focal epilepsy and some can benefit from epilepsy surgery but better prognostic tools are needed. Imaging studies show that focal epilepsy affects structural and functional brain network at a large-scale. Abnormal network patterns can be detected in patients with epilepsy, even without visible brain lesion or apparent epileptic activity on EEG. Structural imaging shows widespread alterations in white matter connections. The relationship between brain function and structural connections is also insufficiently understood. In this project, we will assess the diagnostic and prognostic value of network measures based on high-density EEG in a large multicentric clinical population of 150 patients with epilepsy. 1) We will measures functional brain connections with EEG to identify characteristics of pathological brain activity, allowing classification at individual level. 2) Combining structural connections with MRI and functional connections (EEG) we will tailor a novel framework to identify components of brain activity coupled or uncoupled to structural connections. This work could strongly impact the clinical diagnostic management of patients with epilepsy with potential adaptation other conditions. Some data will be openly available for further research.
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