Пассивное речевое картирование высокой точности во время операций по поводу глиом доминантного полушария

Актуальность. Картирование речевых зон – один из важнейших этапов нейрохирургического вмешательства в области коры головного мозга. Обычно для этой цели применяют электрическую стимуляцию, которая, однако, может вызвать судорожный приступ, что делает невозможным дальнейшее проведение процедуры и значительно изменяет ход операции, особенно в случае выполнения речевого картирования во время интраоперационного пробуждения пациента.

Цель исследования – апробировать установку для интраоперационного пассивного картирования функциональных зон коры мозга, сравнить информативность и безопасность пассивного и активного картирования речевых зон.

Материалы и методы. Авторами создан и апробирован мобильный программно-аппаратный комплекс для высокоточного определения расположения зоны Брока на основе анализа процессов десинхронизации колебаний высокочастотного гамма-диапазона, регистрируемых 64-микроэлектродной сеткой для электрокортикографии в момент произношения пациентом названий предметов и действий.

Результаты. Выявлено точное совпадение локализации речевого центра, которую определили путем анализа изменений биоэлектрического сигнала, полученного от коры мозга при электрокортикографии, и локализации, которую определили путем электростимуляции по классической методике W. Penfield.

Заключение. Пассивное картирование функциональных зон коры головного мозга позволяет расширить возможности нейрохирургических операций в соответствующей области мозга и увеличить число пациентов, у которых можно точно установить локализацию речевого центра. Необходимы дальнейшие исследования с разработкой алгоритмов предъявления стимулов и расширением перечня функциональных зон, подлежащих пассивному картированию.

1. Нейрохирургия и нейрореаниматология. Под ред. В.В. Крылова. М.: АБВпресс, 2018. 792 c. [Neurosurgery and neuroresuscitation. Ed. by V.V. Krylov. Moscow: ABV-press, 2018. 792 p. (In Russ.)].

2. Крылов В.В., Гехт А.Б., Трифонов И.С. и др. Хирургическое лечение больных с магнитно-резонансно-негативными фармакорезистентными формами эпилепсии. Неврологический журнал 2016;21(4):213–8. [Krylov V.V., Gekht A.B., Trifonov I.S. et al. Surgical treatment of patients with magnetic resonance-negative drug-resistant forms of epilepsy. Nevrologichesky zhurnal = Neurological Journal 2016;21(4):213–8. (In Russ.)]. DOI: 10.18821/1560-9545-2016-21-4- 213-218.

3. Penfield W., Boldrey E. Somatic motor and sensory representation in the cerebral cortex of man as studied by electrical stimulation. Brain 1937;60(4):389–443. DOI: 10.1093/brain/60.4.389.

4. So E.L., Alwaki A. A guide for cortical electrical stimulation mapping. J Clin Neurophysiol 2018;35(2):98–105. DOI: 10.1097/WNP.0000000000000435.

5. Dineen J., Maus D.C., Muzyka I. et al. Factors that modify the risk of intraoperative seizures triggered by electrical stimulation during supratentorial functional mapping. Clin Neurophysiol 2019;130(6):1058–65. DOI: 10.1016/J.CLINPH.2019.03.006.

6. Sinai A., Bowers C.W., Crainiceanu C.M. et al. Electrocorticographic high gamma activity versus electrical cortical stimulation mapping of naming. Brain 2005;128(Pt 7):1556–70. DOI: 10.1093/brain/awh491.

7. Ogawa H., Kamada K., Kapeller C. et al. Rapid and minimum invasive functional brain mapping by real-time visualization of high gamma activity during awake craniotomy. World Neurosurg 2014;82(5):912.e1–10. DOI: 10.1016/j.wneu.2014.08.009.

8. Драгой О.В., Крабис А.В., Толкачева В.А., Буклина С.Б. Русский интраоперационный тест на называние: стандартизированный инструмент для картирования функции называния существительных и глаголов во время нейрохирургических операций в сознании. Российский журнал когнитивной науки 2016;3(4):4–25. [Dragoy O.V., Chrabaszcz A.V., Tolkacheva V.A., Buklina S.B. Russian Intraoperative Naming Test: a standardized tool to map noun and verb production during awake neurosurgeries. Rossiysky zhurnal kognitivnoy nauki = Russian Journal of Cognitive Science 2016;3(4):4–25. (In Russ.)].

9. Oppenheim A.V., Schafer R.W. Digital signal processing. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1975. 585 p.

10. Garrett M.C., Pouratian N., Liau L.M. Use of language mapping to aid in resection of gliomas in eloquent brain regions. Neurosurg Clin N Am 2012;23(3):497–506. DOI: 10.1016/j.nec.2012.05.003.

11. Penfield W., Jasper H. Epilepsy and the functional anatomy of the human brain. J Am Med Assoc 1954;155(1):86. DOI: 10.1001/jama.1954.03690190092039.

12. Karakis I., Leeman-Markowski B.A., Leveroni C.L. et al. Intra-stimulation discharges: an overlooked cortical electrographic entity triggered by direct electrical stimulation. Clin Neurophysiol 2015;126(5):882–8. DOI: 10.1016/j.clinph.2014.08.011.

13. Taniguchi M., Cedzich C., Schramm J. et al. Modification of cortical stimulation for motor evoked potentials under general anesthesia: technical description. Neurosurgery. 1993;32(2):219–26. DOI: 10.1227/00006123-199302000-00011.

14. Verst S.M., de Aguiar P.H.P., Joaquim M.A.S. et al. Monopolar 250–500 Hz language mapping: results of 41 patients. Clin Neurophysiol Pract 2018;4:1–8. DOI: 10.1016/j.cnp.2018.11.002.

15. Abdullah A., El Shitany H., Abbass W. et al. Surgical resection of low-grade gliomas in eloquent areas with the guidance of the preoperative functional magnetic resonance imaging and craniometric points. J Neurosci Rural Pract 2016;7(4):571–6. DOI: 10.4103/0976-3147.188629.

16. Пойдашева А.Г., Баулин И.С., Чернявский А.Ю. и др. Картирование корковых представительств мышц с помощью навигационной транскраниальной магнитной стимуляции: возможности применения в клинической практике. Медицинский алфавит 2017;2(22):21–5. [Poydasheva A.G., Bakulin I.S., Chernyavskiy A.Yu. et al. Motor cortex mapping with navigated transcranial magnetic stimulation and its clinical application. Meditsinsky alfavit = Medical Alphabet 2017;2(22):21–5. (In Russ.)].

17. Pantev C. Evoked and induced gammaband activity of the human cortex. Brain Topogr 1995;7(4):321–30. DOI: 10.1007/BF01195258.

18. Pfurtscheller G., Neuper C., Kalcher J. 40-Hz oscillations during motor behavior in man. Neurosci Lett 1993;164(1–2): 179–82. DOI: 10.1016/0304- 3940(93)90886-p.

19. Tallon-Baudry C., Bertrand O. Oscillatory gamma activity in humans and its role in object representation. Trends Cogn Sci 1999;3(4):151–62.

20. Ferree T., Clay M., Tucker D. The spatial resolution of scalp EEG. Neurocomputing 2001;38–40:1209–16. DOI: 10.1016/S0925-2312(01)00568-9.

21. Kapeller C., Ogawa H., Schalk G. et al. Real-time detection and discrimination of visual perception using electrocorticographic signals. J Neural Eng 2018;15(3):036001. DOI: 10.1088/1741-2552/aaa9f6.