Epileptogenesis in cortical dysplasia
Kortikal displazi ve epileptogenezde patoloji
Bilge Bilgiç
İstanbul Üniversitesi, İstanbul Tıp Fakültesi, Patoloji Anabilim Dalı, İstanbul
Istanbul University, Istanbul Faculty of Medicine, Department of Pathology, Istanbul, Turkey
Kortikal gelişimle ilgili malformasyonlar, bir dizi yapısal bozukluğu kapsar. Bu grup hastalıklarda, en sık
karşılaşılan klinik bulgu epilepsidir. Kortikal gelişim bozukluğu başlığı altında toplanabilecek bu hastalıkların
sınıflandırılması, büyük ölçüde morfolojiye dayanmaktadır. Epilepsiye neden olan patolojiler arasında ilk iki
sırada yer alan mezial temporal skleroz ve düşük gradlı glionöronal tümörleri, %13 ile kortikal displaziler
izlemektedir. İlaca dirençli epilepsilerde sık rastlanan fokal KD’ler klinik ve histopatolojik özellikler dikkate
alınarak, alt gruplara ayrılmıştır. Bunlar tek başına görülebileceği gibi vasküler malformasyon, hipokampal
skleroz veya tümöre eşlik edebilirler. Morfolojik spektrumda dismorfik, immatür nöronal hücreler, balon-
nöronlar, nöronal hücre gruplaşmaları, beyaz maddede nöronal heterotopi, subpial yerleşimli nöronlar ve
tabakalanma bozuklukları yer almaktadır. Bunlara ek olarak, epilepsi tanı ve tedavisinde kullanılan yöntemlere
bağlı meningeal fibrozis, kronik inflamasyon, infarktoid odaklar görülebilir. Epilepsi olgularında odağın yerleşimi,
süresi ve sıklığı göz önüne alınarak yapılan sistematik değerlendirmeler, farklı olgu tipleriyle korelasyona olanak
sağlayabilir ve patogeneze ışık tutabilir.
Anahtar Kelimeler: Kortikal displazi, Epileptogenez, Dirençli epilepsi
Pathology in cortical dysplasia and epileptogenesis
Malformations of cortical development involve a series of structural disorders. The most common clinical
manifestation in these disorders is epileptic seizures. The classification of malformations of cortical development
is largely based on histological features. Among the most frequent pathologies causing epilepsy are mesial
temporaal sclerosis and low-grade glioneuronal tumors followed by CD with a prevalence of 13%. Focal CD
which is encountered frequently in drug-resistant epilepsies has been classified into subgroups according to
clinical and histopathological features. These entities can be seen alone or in conjunction with vascular
malformations, hippocampal sclerosis or tumors. A wide spectrum of histological findings is recognized including
dysmorphic immature neurons, balloon-cells, clustering of neurons, neuronal heterotopia in the white matter,
subpial neurons and loss of cortical lamination. In addition, meningeal fibrosis, chronic inflammation, foci of
infarction can be seen depending on the methods used in the diagnosis and treatment of epilepsy. Systematic
evaluations considering the localization of foci, duration and frequency of seizures in epileptic patients may
enable correlations among different types of cases and can elucidate the pathogenesis of the disease.
Keywords: Cortical dysplasia, Epileptogenesis, Resistant epilepsy
Paneller / Panels
33
Panel 4:
Kortikal displazide epileptogenez
Epileptogenesis in cortical dysplasia
Kortikal displazide hayvan modelleri
Animal models in cortical dysplasia
Mehmet Kaya
İstanbul Üniversitesi, İstanbul Tıp Fakültesi, Fizyoloji Anabilim Dalı, İstanbul
Istanbul University, Istanbul Faculty of Medicine, Department of Physiology, Istanbul, Turkey
Kortikal displazi (KD) zemininde ortaya çıkan epileptogenezin mekanizmalarını izah etmek için hayvan modelleri
kullanılmaktadır. Bu modeller başlıca fokal dondurma hasarı, uterusa kimyasal ajan veya irradiyasyon
uygulanması ve genetik uygulamalardan oluşmaktadır. Hayvan modelleri kullanılarak beyin dokusunda ortaya
konulan histopatolojik değişiklikler çok büyük oranda insan KD’sindeki tabloya benzerlik göstermektedir
Hayvanda irradiyasyon modeli ile oluşturulan KD zemininde, akut veya kindling nöbetlerin nöron, astrosit,
perisit ve kapiller endotel hücrelerini oluşturduğu nörovasküler yapı üzerine olan karşılıklı etkileri çok iyi
bilinmemektedir. Nörovasküler yapının önemli bir elemanı olan ve kan-beyin bariyerini oluşturan beyin kapiller
endotel hücrelerinin hem KD zemininde hem de akut veya kindling nöbetler sırasındaki fonksiyonel ve
morfolojik özelliklerindeki değişiklikler, özellikle nöronal homeostazisin bozulmasına ve bunun sonucu olarak
nöronal aktivasyon artışı ile nöbetlerin ortaya çıkışına veya şiddetlenmesine katkı verebilir. Insan ve hayvan
çalışmalarından elde edilecek sonuçlar hem KD’de görülen epileptogenezin mekanizmalarını anlamamıza hem de
bu konuda etkili tedavi yollarının ortaya konulmasına katkı sağlayacaktır.
Anahtar Kelimeler: Kortikal displazi, Epileptogenez, Dirençli epilepsi
Epileptogenesis in cortical dysplasia
Animal models are used to explain the mechanisms of epileptogenesis associated with cortical dysplasia (CD).
These models mainly include focal freeze lesions, in-utero exposure to chemical agents or irradiation and
genetic applications. Histopathological changes in brain tissue in these animal models are quite similar to those
observed in human CD. In the setting of CD induced experimentally by in-utero irradiation, the impact of acute
or kindling seizures on neurovascular structures comprising neurons, astrocytes, pericytes and capillary
endothelial cells is not well known. The brain capillary endothelial cells which form the blood-brain barrier and
are one of the major constituents of the neurovascular unit may display alterations in functional and structural
characteristics in the setting of CD and during acute and kindling seizures leading to deterioration of neuronal
homeostasis and the resultant neuronal activation which may evoke or aggravate seizures. Data from further
human and animal studies may provide a better understanding of the mechanisms of epileptogenesis in the
setting of CD and contribute to the development of effective treatment modalities.
Keywords: Cortical dysplasia, Epileptogenesis, Resistant epilepsy
Paneller / Panels
34
Panel 5:
İşlevsel bağlılığın nörogörüntüleme yöntemleriyle ölçülmesi
Estimation of functional connectivitiy in the brain by means of
neuroimaging techniques
Ağ bilimine bakış
Haluk Bingöl
Boğaziçi Üniversitesi, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, İstanbul
Bogazici University, Department of Computer Engineering, Istanbul, Turkey
Bir çok disiplinde birbirleri ile etkileşen birimler incelenir. Bir bilgisayar ağına bağlı bilgisayarlar kendileri
farkinda olmasada birbirleri ile bilgi değişiminde bulunur. Biz arkadaşlarımız ile konuşuruz. Şirketler
birbirlerinden mal alır. Bankalar birbirlerinden fonlar alır. Ülkeler de birbirlerine parasal destek olur. Proteinler
birbirleri ile etkileşir. Sinirbilim açısındna bakıldığında bir neron diğerine bilgi aktarır.
Çok farklı alanlardan gelen etkileşim bilgilerinde benzerlikleri çıkarabilmek için kuvvetli bir gösterime gereksinim
vardır. Çizge kuramı bu açıdan elimizdeki tek araçtır. Bir çizge düğümler ve kenarlardan oluşur. Etkileşen
birimler düğümler ile gösterilir. İki birim etkileşiyorsa, karşılık gelen düğümler bir kenar ile birbirlerine bağlanır.
Bu şekilde çizgeler oluşturulduktan sonra çizge kuramında kullanılan ölçütler kullanılabilir olur.
Çok farklı alanlardaki etkileşmelerden oluşturulan çizgelerde bazı ortak gözlemler yapılmıştır. Örneğin düğüm
sayıları genelde yüksektir. Kenar sayısı oransal olarak küçüktür. Bir düğümden bir başkasına genellikle bir yol
vardır. Bu yolların ortalaması beklenenden daha kısadır. Düğümler gruplar halinde birbirlerine bağlanır. Aynı
gruptan olan düğümler birbirleri ile sık bağlantı yaparken, iki farklı grupdan düğümler arasında bağlantı bulmak
zordur.
Bu konuşmada son zamanda ağ bilmi olarak da adlandırılan bu yeni disipline genel bir bakış verilecektir.
A review of the science of networks
In many disciplines we deal with interacting units. Computers on a computer network exchange information
even if one computer does not communicate “consciously” with another one. One talks to her friend. A
company purchases some goods from another. Banks get funds from other banks. A country gets loans from
other countries. A protein interacts with another protein. In the domain of neuroscience, a neuron is connected
to another neuron.
In order to investigate patterns of interactions in such diverse domains a powerful representation is necessary.
Graph theory is currently is the only tool that we have. A graph is composed of nodes and edges. The units are
represented as the nodes. If two units interact, then the corresponding nodes are connected by an edge. Once
a graph is obtained graph theoretical metrics can be applied to the graphs obtained from different domains.
Some common observations on such graphs are that the numbers of nodes are large, the numbers of edges are
quite small. Generally it is possible to go from one node to any other. The average length of such paths is
unexpectedly small. Nodes are grouped in such a way that the nodes within the group are highly connected
while two nodes from different groups are not.
In this talk we provide a review of so called the science of networks which investigates.
Paneller / Panels
35
Panel 5:
İşlevsel bağlılığın nörogörüntüleme yöntemleriyle ölçülmesi
Estimation of functional connectivitiy in the brain by means of
neuroimaging techniques
Alzheimer hastalığında beynin varsayılan durum ağının çizge kuramıyla
incelenmesi
Koray Çiftçi
Namık Kemal Üniversitesi, Çorlu Mühendislik Fakültesi, Biyomedikal Mühendisliği Bölümü, Çorlu, Tekirdağ, Türkiye.
Namık Kemal University, Çorlu Engineering Faculty, Department of Biomedical Engineering, Çorlu, Tekirdağ, Turkey
AMAÇ: Alzheimer hastalarının beynin varsayılan durum ağlarının (VDA) işlevsel bağlantılılık örüntüsü genç ve
yaşlı kontrollerle karşılaştırmalı olarak asgari tarama ağacı kullanılarak incelenmiştir.
GEREÇ ve YÖNTEM: Uluslar arası bir veritabanından (www.fmridc.org) alınmış işlevsel manyetik rezonans
görüntüleme (iMRG) verileri (#2-2000-1118W) kullanılmıştır. Bu verilerde Alzheimer hastaları ile genç ve yaşlı
kontrol gruplarından basit bir duyusal-motor görev sırasında iMRG kaydı yapılmıştır. İMRG verilerinin önişlemesi
için FSL yazılım paketi kullanılmıştır. Deneklerin işlevsel beyin ağlarının oluşturulmasının ardından bu ağlar
üzerinden Kruskal algoritması kullanılarak asgari tarama ağaçları belirlenmiştir. Asgari tarama ağacı bir ağın
tüm düğümlerini toplam yolu en kısa yapacak şekilde birbirine bağlayan yolların kümesidir. Denek ağaçlarından
grup ağaçlarının türetilmesi için özçıkarım yöntemine başvurulmuştur.
BULGULAR: Alzheimer hastalarında VDA etkinliğinden oluşturulan asgari tarama ağaçlarının diğer iki denek
grubuna göre daha ayrışmış bir görüntü sergilediği gösterilmiştir. Bu ayrışma hipokampüs / parahipokampüs'ün
ağın geri kalanından izole olmasına neden olmuştur.
SONUÇ: Alzheimer hastalığında beynin işlevsel etkinliğinde meydana gelen değişimlerin beynin bağlantılılığını
temsil eden karmaşık ağın omurgası olarak nitelendirebileceğimiz asgari tarama ağacına yansıdığı görülmüştür.
Anahtar Kelimeler: Beyin bağlantılılığı, Alzheimer hastalığı, Çizge kuramı
Graph theoretical analysis of the default mode network during alzheimer's
disease
OBJECTIVES: Functional connectivity patterns of the default mode network (DMN) of Alzheimer's disease
patients were investigated by minimum spanning trees in comparison with young and elderly control groups.
MATERIALS & METHODS: A functional magnetic resonance spectroscopy (fMRI) dataset (#2-2000-1118W)
from an international fMRI repository (www.fmridc.org) was used. These data were obtained from Alzheimer's
disease patients, and young and elderly healthy controls during a simple sensory-motor task. FSL package was
used for the preprocessing of fMRI data. Following the generation of the functional networks of the subjects,
minimum spanning trees were computed using Kruskal's algorithm. Minimum spanning tree is a subnetwork
which connects all the nodes of a network with minimum total path length. Trees corresponding to each group
were inferred using a bootstrap method.
RESULTS: It was observed that the minimum spanning trees of the patients were segregated significantly
more than the other two control groups. This segregation resulted in the isolation of the hippocampus /
parahippocampus from rest of the network.
CONCLUSION: It was concluded that the alterations of the functional activity of the brain during Alheimer's
disease was reflected by the minimum spanning tree which might be designated as the backbone of the
complex brain network.
Keywords: Brain connectivity, Alzheimer's disease, Graph theory
Paneller / Panels
36
Panel 5:
İşlevsel bağlılığın nörogörüntüleme yöntemleriyle ölçülmesi
Estimation of functional connectivitiy in the brain by means of
neuroimaging techniques
Nöro-optik görüntüleme ile işlevsel bağlantısallığın incelenmesi
Ata Akın
Boğaziçi Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği Enstitüsü, İstanbul
Bogazici University, Institute of Biomedical Engineering, Istanbul, Turkey
AMAÇ: Nöro-Optik Görüntüleme ile işlevsel bağlantısallığın hesaplanması
GEREÇ ve YÖNTEM: Nöro-optik görüntüleme tekniği işlevsel yakın kızılaltı spektroskopi (iYKAS) temelli bir
ölçümdür. Bu panel sunuşumuzda önce iYKAS teknolojisi anlatıldıktan sonra bu sistemle kaydedilmiş çeşitli
psikiyatrik hastalıklardaki verilerin analiz sonuçları sunulacaktır. Markov Zincirleri modeli ve ortak bilgi tabanlı
geliştirdiğimizi iki farklı algoritma ile analiz ettiğimiz şizofren ve dikkat eksikliği bozukluğu olan hastaların
sonuçlarını sunacağız.
BULGULAR: İşlevsel bağlantısallığın (İB) iki farklı yöntemle incelendiği araştırmalarımızda sağlıklı kontrollerle
şizofren ve DEHB hastaları arasında önemli farklar bulduk. İlaç aldıktan sonra yapılan analizlerde ise DEHB
hastalarının işlevsel bağlantısallıklarının normalleştiği gözlemlendi.
SONUÇ: iYKAS teknolojisi ise hızlı ve güvenilir bir şekilde İBlerin hesaplanabildiği gösterilecektir. Ayrıca özellikle
bilişsel ve duygusal bozukluklarla seyreden psikiyatrik hastalıkların altında yattığı düşünülen işlevsel
bağlantısallık hipotezinin de doğrulandığını göstereceğiz.
Anahtar Kelimeler: fNIRS, İşlevsel bağlantısallık, Nöro-optik görüntüleme
Investigation of the functional connectivity with neuro-optical imaging
OBJECTIVES: Computation of functional connectivity by using neuro-optical imaging
MATERIALS & METHODS: Neuro-Optical Imaging technology is a measurement method based on the
functional near infrared spectroscopy (fNIRS). This panel presentation will introduce the basic concepts of
neuro-optical imaging and fNIRS and then present data and analysis results obtained from several psychiatric
patient groups. Results computed via a Markov-chain model and Mutual Information based FC will be presented
and discussed.
RESULTS: We have observed significant differences in FCs computed via two different methods for healthy
controls and psychiatric patients. We observed that the FC normalized after medication for patients with
Attention Deficit and Hyperactivity Disorder.
CONCLUSIONS: fNIRS technology is shown to provide a reliable and accurate computation of the FC. We will
try to convince that the hypothesis stating that weakening in FC exists in psychiatric patients with cognitive and
emotional impairments can be verified with this technology.
Keywords: fNIRS, Functional connectivity, Neuro-optical imaging
Paneller / Panels
37
Panel 5:
İşlevsel bağlılığın nörogörüntüleme yöntemleriyle ölçülmesi
Estimation of functional connectivitiy in the brain by means of
neuroimaging techniques
İşlevsel bağlılığın nörogörüntüleme yöntemleriyle ölçülmesi
Ahmet Ademoğlu
Boğaziçi Üniversitesi, Biyomedikal Mühendisliği Enstitüsü, İstanbul
Bogazici University, Institute of Biomedical Engineering, Istanbul, Turkey
BOLD sinyalinin yüksek uzaysal çözünürlüğü ile EEG'nin yüksek zamansal çözünürlüğüyle birleştiğinde EEG-
fMRI kaynaşımı işlevsel nörogörüntülemede çekici bir yaklaşım olmaktadır. Duyarga uzayında kaydedilen çok
kanallı EEG verileri dağıtık kaynak görüntüleme teknikleri yardımıyla geriçatılmış EEG kaynak görüntülerine
dönüştürüldüğünde, BOLD sinyalleriyle voxel seviyesinde kaynaştırılabilmektedir. Hemodinamik yanıtla
beyindeki elektrofizyolojik etkinlik arasındaki ilişkiyi aynı anda kaydedilen fMRI ve EEG ölçümlerini
kullanarak durağan hal görsel uyarılma koşulları altında inceledik. Normal deneklerden 6, 8, 10 ve 12 Hz.
sıklıklı durağan hal görsel uyarılarına karşı oluşan EEG-fMRI verileri kaydedildi. Genel Doğrusal Model yardımıyla
geriçatılmış kaynak EEG gücü ile ölçülen BOLD yanıtı arasındaki ilinti kestirilerek her voxelde asimetrik bir EEG-
fMRI kaynaşımı gerçekleştirildi. BOLD sinyalinin uyarı sıklığı ve onun harmoniklerinde oluşan toplam durağan
hal EEG gücü kestirildi ve farklı uyarı frekanslarına bağlı olarak beynin sıklık davranışı ortalama EEG ve
BOLD etkinlikleriyle belirlendi. Sonuçlar göstermektedir ki yüksek metabolik gereksinimin uyarı sıklığı ve onun
harmoniklerinde oluşan toplam EEG ile pozitif, geriye kalan alfa bandındaki EEG etkinliğindeki ile negatif ilinti
gösterdiği bazı bölgeler mevcuttur. Ayrıca düşük metabolik gereksinim gösteren bazı yerlerde EEG'de yüksek
eşzamanlılık olduğu da görülmektedir.
Measuring the functional connectivity with neuroimaging techniques
When the high spatial resolution of BOLD signal combines with the high temporal resolution of EEG the EEG-
fMRI fusion becomes attractive approach in functional neuroimaging. When the mulitchannnel EEG data
recorded from the sensor space is transformed to source reconstructed EEG data using distributed source
imaging techniques, it may be fused with the BOLD signal on a voxel. We investigated the relationship between
the hemodynamic response and the electro-physiological activity of the brain using fMRI and EEG
measurements simultaneously recorded under steady state visual stimulation conditions. EEG-fMRI data in
response to steady state visual stimulation at 6,8,10 and 12 Hz.were collected from normal subjects. An
asymmetric EEG-fMRI fusion is performed using a general linear model which estimates the correlation
between source reconsted EEG power and the measured BOLD response at each voxel. The correlation of
BOLD response with the total steady state EEG power at the stimulation frequency and its harmonics were
estimated and the frequency behavior of the brain was determined by the mean EEG and BOLD activity across
different stimulation frequencies. The results show that there are regions where there is a positive correlation
between a high metabolic demand and the total EEG power at the stimulation frequency together with its
harmonics, and a negative correlation between that and the EEG power in the rest of the alpha
band. Additionally, some regions are observed where there is a low metabolic demand and a high EEG
synchronization.
Paneller / Panels
38
Panel 6:
Beyin tümörlerinin moleküler biyolojisi
Molecular biology of brain tumors
Gliomların moleküler biyolojisi
Melike Mut
Hacettepe Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Nöroşirürji Anabilim Dalı, Ankara
Hacettepe University, Faculty of Medicine, Department of Neurosurgery, Ankara, Turkey
Gliomların moleküler biyolojisi karmaşık bir yapıya sahiptir ve devam eden yoğun çalışmalara rağmen ancak bir
kısmı aydınlatılabilmiştir. Bu grup içinde en çok çalışılan astrositomlar ve oligodendrogliomlardır. Astrositomlar
ya düşük dereceli olarak başlar ve glioblastoma ilerler; ya da “de novo” primer glioblastom olarak oluşurlar.
IDH1 mutasyonları düşükten yüksek dereceye ilerleyen gliomlarda görülürler. Sekonder glioblastomların izlediği
moleküler yol p53 tümör supresor gen bozuklukları veya platelet derive büyüme faktörü bozuklukları,
kromozom 7 kazançları ile başlar ve tümör ilerledikçe hücre siklus kontrol bozukları olaya eşlik eder. Malign
transformasyon sırasında görülen hücre siklus bozuklukları, CDKN2A delesyonu, kromozom 19q kaybı ve PTEN
bozukluklarıdır. Primer glioblastomlarının özelliği epidermal büyüme faktör ve reseptor (EGFR) bozuklukları,
PTEN kaybı ve kromozom 10 kayıplarıdır. Oligodendrogliomlarda 1p/19q kayıpları sık görülür. Gliomların köken
aldığı hücre halen tartışmalıdır. Genetik olayların yanı sıra hücrenin sinyal iletim yollarındaki bozukluklar tüm
gliomlarda tanımlanmıştır. Bunlar içinde özellikle EGFR alt yolunda yer alan Ras/MAPK yolu ve PTEN tarafından
kontrol edilen PI3K/Akt yolu önemli sinyal iletim yollarıdır. Gliomların bir başka özelliği, anjiogenez ve
invazyonda da yine büyüme faktörleri (EGFR, VEGF) ve çeşitli proteazlar ve integrinler rol oynamaktadır. Son
zamanlarada IDH1 ve IDH2 mutasyonlarının glioma patogenezindeki öneminin anlaşılması ile yeni prognostik
faktörler olarak klinik kullanıma girmiştir. Sonuç olarak, gliomların çoğalmasını, invazyon ve anjiogenezini
sağlayan moleküler mekanizmalar karmaşıktır ancak daha iyi anlaşılmalarıyla birlikte yeni tedavi hedefleri
oluşmaktadır.
Dostları ilə paylaş: |