University of Twente Student Theses

Login

Het modelleren van realistische early en delayed responses voor SPES

Rijkens, E. (2017) Het modelleren van realistische early en delayed responses voor SPES.

[img]
Preview
PDF
1MB
Abstract:Epilepsie kan het dagelijks leven van een persoon sterk beïnvloeden. Gelukkig kan een patiënt vaak met behulp van medicatie of andere therapieën de klachten tot een minimum beperken, en zo een zekere kwaliteit van leven terug krijgen. Bij sommige mensen is epilepsie dusdanig problematisch, dat ze geen of onvoldoende baat hebben bij medicatie. Deze patiënten kunnen in aanmerking komen voor chirurgie. Vaak worden bij een chirurgische ingreep bij epilepsie de verbindingen met een pathologisch hersengebied verbroken of wordt het gehele pathologische gebied verwijderd. Omdat een dergelijke ingreep invasief en risicovol is, dient er prechirurgisch onderzoek uitgevoerd te worden. Zo wordt de hoeveelheid gezond weefsel dat wordt aangetast tot een minimum beperkt. Er zijn verschillende methodes beschikbaar om de bron van epileptogene activiteit te lokaliseren. In dit onderzoek wordt aandacht besteed aan het gebruik van Single Pulse Electrical Stimulation (SPES) (paragraaf 1.2). In een gezond zenuwnetwerk kunnen bij stimulatie met SPES early responses worden waargenomen in het elektrocorticogram (paragraaf 1.1). Wanneer er sprake is van afwijkende verbindingen kunnen naast deze fysiologische early responses ook delayed responses waargenomen worden, delayed responses worden geassociëerd met epilepsie. Wanneer we een realistische simulatie kunnen maken van een zenuwnetwerk waarin zowel early als delayed responses kunnen bestaan, kunnen we ook meer te weten komen over de verbindingen in gezonde en pathologische netwerken. Kennis over de mechanismen achter een delayed response in het model kan een bron van kennis zijn over de mechanismen die schuilen achter epilepsie. Onderzoek naar neurale netwerken kan worden gedaan met behulp van een neural mass model, dit is een model waarin verschillende populaties zenuwcellen op macroscopische wijze worden gesimuleerd en deze vervolgens aan elkaar worden gekoppeld tot een zogenaamde neural mass (paragraaf 2.1), elke neural mass krijgt input van, en geeft output door aan andere neural masses. Doel: Het simuleren van realistische early en delayed responses voor Single Pulse Electrical Sti- mulation (SPES) en de rol van verschillende modelparameters hierbij onderzoeken. Probleemstelling: Welke modelparameters komen overeen met een pathologisch model en wat zegt dit over de rol van neurale netwerken bij het ontstaan van epilepsie? - Wat is de invloed op de simulatie wanneer er stimulatie van twee neuronpopulaties (in plaats van één) binnen een gebied door middel van SPES plaatsvindt? Hypothese i) Wanneer een SPES twee neuronpopulaties (Py+ en IN-) stimuleert zal een meer realistische early response plaatsvinden dan wanneer alleen de pyramidale cellen worden gestimuleerd. - Hoe vindt een delayed response plaats (en hoe kan deze realistisch worden gesimuleerd)? Hypothese ii) Delayed responses zijn responsies van tweede orde (indirecte verbinding) in het netwerk. Methode: Er wordt gebruik gemaakt van een neural mass model. In een grid van een intracraniale EEG komt een node overeen met een neural mass: een netwerk van neuronpopulaties, die onderling invloed op elkaar kunnen uitoefenen, maar ook interactie hebben met andere neural masses. De node die door middel van SPES gestimuleerd wordt, geeft een signaal door aan neural masses onder naburige elektroden, deze neural masses worden beschouwd als nodes van de eerste orde. Allereerst wordt naar het signaal in deze groepen gekeken, hier worden early responses waargenomen. Vervolgens wordt gekeken naar de nodes van de tweede orde, dit zijn neural masses die een verbinding hebben met de eerste orde nodes. In een model met tweede orde nodes zouden delayed responses kunnen worden gesimuleerd, dit zou meer inzicht kunnen bieden in het epileptische brein.
Item Type:Essay (Bachelor)
Faculty:EEMCS: Electrical Engineering, Mathematics and Computer Science
Subject:31 mathematics
Programme:Applied Mathematics BSc (56965)
Link to this item:http://purl.utwente.nl/essays/74857
Export this item as:BibTeX
EndNote
HTML Citation
Reference Manager

 

Repository Staff Only: item control page