Search for Functional Markers of the Hippocampus Including in the Pathological Process

G. N. Boldyreva; Болдырева Г. Н.; A. Yu. Kuleva; Кулева А. Ю.; E. V. Sharova; Шарова Е. В.; M. V. Galkin; Галкин М. В.; E. L. Masherov; Машеров Е. Л.; O. A. Krotkova; Кроткова О. А.

doi:10.31857/S0131164622700217

Search for Functional Markers of the Hippocampus Including in the Pathological Process

Autores: Boldyreva G.¹, Kuleva A.¹, Sharova E.¹, Galkin M.², Masherov E.², Krotkova O.²
Afiliações:
1. Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology of the RAS
2. Burdenko research Institute of Neurosurgery
Edição: Volume 49, Nº 2 (2023)
Páginas: 5-17
Seção: Articles
URL: https://journals.rcsi.science/0131-1646/article/view/139794
DOI: https://doi.org/10.31857/S0131164622700217
EDN: https://elibrary.ru/MNQDVU
ID: 139794

Citar

Texto integral

Acesso aberto
Acesso é fechado

Acesso está concedido
Acesso é fechado

Somente assinantes

Resumo
Sobre autores
Bibliografia
Arquivos suplementares
Estatísticas

Resumo

We studied the features of EEG and visual memory processes in 27 patients with a mediobasal regions extracerebral tumor of right and left hemispheres. According to neuroimaging (MRI) and morphometry, the degree of hippocampus involvement in pathological process was assessed. The predominant concentration of irritative-epileptiform signs in the affected hemisphere, as well as the presence of atypical alpha-rhythm episodes in the tumor projection zone, were classified as EEG markers of tumor compressive effect on the hippocampus. Signs of non-identical involvement of the right and left hippocampi in the pathological process were found in the form of a predominance of irritative signs in the left hemisphere throughout the group as a whole. Equivalent dipole sources (EDS) of atypical alpha rhythm are more confined to hippocampal structures than irritative EEG patterns. Neuropsychological testing of visual memory did not reveal significant disturbances in memory processes at this stage of the disease.

Palavras-chave

hippocampus, EEG, MRI, morphometry, localization of equivalent dipole sources, neuropsychological testing.

Bibliografia

Mishkin M., Ungerleider L.G., Macko K.A. Object vision and spatial vision: two cortical pathways // Trends Neurosci. 1983. V. 6. P. 414.
Мачинская Р.И. Управляющие системы мозга // Журн. высш. нерв. деят. им. И.П. Павлова. 2015. Т. 65. № 1. С. 33. Machinskaya R.I. [The brain executive systems] // Zh. Vyssh. Nerv. Deiat. Im. I.P. Pavlova. 2015. V. 65. № 1. P. 33.
Симонов П.В. Эмоциональный мозг. М.: Наука, 1981. С. 20.
Park G., Thayer J.F. From the heart to the mind: cardiac vagal tone modulates top-down and bottom-up visual perception and attention to emotional stimuli // Front. Psychol. 2014. V. 5. P. 278.
O’Keefe J., Nadel L. The Hippocampus as a Cognitive Map. Oxford: Clarendon Press, 1978. 570 p.
Brunec I.K., Robin J., Patai E.Z. et al. Cognitive mapping style relates to posterior–anterior hippocampal volume ratio // Hippocampus. 2019. V. 29. № 8. P. 748.
Брагина Н.Н. Клинические синдромы поражения гиппокампа. М.: Медицина, 1974. 215 с.
Виноградова О.С. Гиппокамп и память. М.: Наука, 1975. 333 с.
Scoville W.B., Milner B. Loss of recent memory after bilateral hippocampal lesions // J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 1957. V. 20. № 1. P. 11.
Буклина С.Б. Нарушения высших психических функций при поражении глубинных и стволовых структур мозга. М.: МЕДпресс-информ, 2017. 312 с.
Bonner-Jackson A., Mahmoud S., Miller J. et al. Verbal and non-verbal memory and hippocampal volumes in a memory clinic population // Alzheimers Res. Ther. 2015. V. 7. № 1. P. 61.
Banks S.J., Jones–Gotman M., Ladowski D. et al. Sex differences in the medial temporal lobe during encoding and recognition of pseudowords and abstract designs // Neuroimage. 2012. V. 59. № 2. P. 1888.
Зенков Л.Р. Клиническая эпилептология (с элементами нейрофизиологии). М.: МИА, 2002. 416 с.
Amin U., Benbadis S.R. The Role of EEG in the Erroneous Diagnosis of Epilepsy // Clin. Neurophysiol. 2019. V. 36. № 4. P. 294.
Kota S., Rugg M.D., Lega B.C. Hippocampal Theta Oscillations Support Successful Associative Memory Formation // J. Neurosci. 2020. V. 40. № 49. P. 9507.
Treder M.S., Charest I., Michelmann S. et al. The hippocampus as the switchboard between perception and memory // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2021. V. 118. № 50. P. e2114171118.
Nicolás B., Sala-Padró J., Cucurell D. et al. Theta rhythm supports hippocampus-dependent integrative encoding in schematic/semantic memory networks // NeuroImage. 2021. V. 226. P. 117558.
Rogers L., Barani I., Chamberlain M. et al. Meningiomas: knowledge base, treatment outcomes, and uncertainties. A RANO review // J. Neurosurg. 2015. V. 122. № 1. P. 4.
Kazda T., Jancalek R., Pospisil P. et al. Why and how to spare the hippocampus during brain radiotherapy: the developing role of hippocampal avoidance in cranial radiotherapy // Radiat. Oncol. 2014. V. 9. № 1. P. 139.
Kim K., Wee C., Seok J. et al. Hippocampus-sparing radiotherapy using volumetric modulated arc therapy (VMAT) to the primary brain tumor: the result of dosimetric study and neurocognitive function assessment // Radiat. Oncol. 2018. V. 13. № 1. P. 29.
Коптелов Ю.М., Гнездицкий В.В. Анализ “скальповых потенциальных полей” и трехмерная локализация источников эпилептической активности мозга человека // Журн. неврол. психиатр. им. С.С. Корсакова. 1989. Т. 89. № 6. С. 11. Koptelov Yu.M., Gnezditskii V.V. [Analysis of scalp potential fields and the three-dimensional localization of sources of epileptic activity in the human brain] // Zh. Nevrol. Psikhiatr. Im. S.S. Korsakova. 1989. V. 89. № 6. P. 11.
Gambarelli Y., Gurinel G., Cherrot L. et al. Computerized axial tomography: (An anatomic atlas of sections of the human body: Anatomy-rachiology-scannes) // Berlin: Heidelbetg N.Y., 1977. 286 p.
Кроткова О.А., Каверина М.Ю., Данилов Г.В. и др. Движения глаз и межполушарное взаимодействие при распределении внимания в пространстве // Физиология человека. 2018. Т. 44. № 2. С. 66. Krotkova O.A., Kaverina M.Yu., Danilov G.V. et al. Eye tracking and interhemispheric interaction in the distribution of spatial attention // Human Physiology. 2018. V. 44. № 2. P. 175.
Болдырева Г.Н. Нейрофизиологический анализ поражения лимбико-диэнцефальных структур мозга человека. Краснодар: Экоинвест, 2009. 231 с.
Болдырева Г.Н. Атипичные формы церебральной альфа-активности при поражении регуляторных структур мозга человека // Физиология человека. 2018. Т. 44. № 3. С. 14. Boldyreva G.N. Atypical forms of cerebral alpha activity when human brain regulatory structures are damaged // Human Physiology. 2018. V. 44. № 3. P. 246.
Attal Y., Schwartz D. Assessment of subcortical source localization using deep brain activity imaging model with minimum norm operators: a MEG study // PLoS One. 2013. V. 8. № 3. P. e59856.
Krishnaswamy P., Obregon-Henao G., Ahvenin J. et al. Sparsity enables estimation of both subcortical and cortical activity from MEG and EEG // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2017. V. 114. № 48. P. E10465.
Andersen L.M., Jerbi K., Dalal S.S. Can EEG and MEG detect signals from the human cerebellum? // Neuroimage. 2020. V. 15. № 215. P. 116817.
Hnazaee M.F., Wittevrongel B., Khachatryan E. et al. Localization of deep brain activity with scalp and subdural EEG // NeuroImage. 2020. V. 223. P. 117344.
Бирюкова Е.В., Бобров П.Д. Нейрореабилитация с применением экзоскелета руки, управляемого интерфейсом “мозг-компьютер”: реализованный междисциплинарный проект // Авиакосм. и эколог. мед. 2020. Т. 54. № 6. С. 116. Birukova E.V., Bobrov P.D. Neurorehabilitation with the use of arm exoskeleton controlled by a brain-computer interface: implemented interdisciplinary project // Human Physiology. 2021. V. 47. № 7. P. 709.
Верхлюдов В.М., Щучкин Е.В., Ушаков В.Л. и др. Оценка локализации дипольного момента источников альфа- и тета-ритмов ЭЭГ с использованием кластерного анализа в норме и у больных шизофренией // Журн. высш. нерв. деят. им. И.П. Павлова. 2006. Т. 56. № 1. С. 47. Verkhlyutov V.M., Shchuchkin Yu.V., Ushakov V.L. et al. [Estimation of localization and dipole moment of alpha- and theta-rhythm sources by cluster analysis in healthy subjects and schizophrenics] // Zh. Vyssh. Nerv. Deiat. Im. I.P. Pavlova. 2006. V. 56. № 1. P. 47.
Фролов А.А., Бирюкова Е.В., Бобров П.Д. и др. Принципы нейрореабилитации, основанные на интерфейс мозг-компьютер и биологически адекватного управления экзоскелетоном // Физиология человека. 2013. Т. 39. № 2. С. 99. Frolov A.A., Biryukova E.V., Bobrov P.D. et al. Principles of neurorehabilitation based on the brain-computer interface and biologically adequate control of the exoskeleton // Human Physiology. 2013. V. 39. № 2. P. 196.
Болдырева Г.Н., Шарова Е.В., Коптелов Ю.М. и др. Исследование генеза патологических паттернов ЭЭГ при опухолевом и травматическом поражении мозга человека // Физиология человека. 2005. Т. 31. № 1. С. 24. Boldyreva G.N., Sharova E.V., Koptelov Yu.M. et al. Study of the genesis of pathological EEG patterns in tumor and traumatic lesions of the human brain // Human Physiology. 2005. V. 31. № 1. P. 18.
Кроткова О.А., Кулева А.Ю., Галкин М.В. и др. Факторы модуляции памяти при лучевом воздействии на гиппокамп // Соврем. Технол. Мед. 2021. Т. 13. № 4. С. 6. Krotkova O.A., Kuleva A.Yu., Galkin M.V. et al. [Memory modulation factors in hippocampus exposed to radiation] // Sovrem. Tehnol. Med. 2021. V. 13. № 4. P. 6.
Zhavoronkova L., Moraresku S., Boldyreva G. et al. FMRI and EEG Reactions to hand motor tasks in patients with mild traumatic brain injury: left-hemispheric sensitivity to trauma // JBBS. 2019. V. 9. № 6. P. 273.
Кулева А.Ю., Шарова Е.В., Болдырева Г.Н. и др. Особенности функциональной коннективности головного мозга в состоянии покоя у пациентов с латерализованным поражением медиобазальных отделов височной доли (данные фМРТ и ЭЭГ) // Журн. высш. нерв. деят. им. И.П. Павлова. 2022. Т. 72. № 2. С. 187. Kuleva A.Yu., Sharova E.V., Boldyreva G.N. et al. [Resting-state features of the brain functional connectivity in patients with lateralized temporal mediobasal lesions (fMRI and EEG data)] // Zh. Vyssh. Nerv. Deiat. Im. I.P. Pavlova. 2022. V. 72. № 2. P. 187.
Болдырева Г.Н., Шарова Е.В., Добронравова И.С. Роль регуляторных структур в формировании ЭЭГ человека // Физиология человека. 2000. Т. 26. № 5. С. 19. Boldyreva G.N., Sharova E.V., Dobronravova I.S. [The role of cerebral regulatory structures in formation of the human EEG] // Fiziologiia Cheloveka. 2000. V. 26. № 5. P. 19.
Raynal E., Schnider A., Manuel A.L. Early signal from the hippocampus for memory encoding // Hippocampus. 2020. V. 30. № 2. P. 114.
Bing Ni, Ruijie Wu, Tao Yu et al. Role of the Hippocampus in Distinct Memory Traces: Timing of Match and Mismatch Enhancement Revealed by Intracranial Recording // Neurosci. Bull. 2017. V. 33. № 6. P. 664.
Астахова Е.А., Черенкова С.Э., Марченко Е.В. и др. Взаимоотношение биоэлектрической активности и структурных изменений в гиппокампе при височной фармакорезистентной эпилепсии // Трансляционная медицина. 2021. Т. 8. № 2. С. 5. Astakhova E.A., Cherenkova S.E., Marchenko E.V. et al. [The relationship of bioelectric activity and structural changes in the hippocampus at pharmacoresistant temporal lobe epilepsy] // Translyatsionnaya Meditsina 2021. V. 8. № 2. P. 5.
Hughes J.R., Cayaffa J.J. The EEG in patients at different ages without organic cerebral disease // EEG Clin. Neurophysiol. 1977. V. 42. № 6. P. 776.
Visser S.L., Hooijer C., Jonker C. et al. Anterior temporal focal abnormalities in normal aged subjects: correlations with psychopatological and CT brain scan findings // EEG Clin. Neurophysiol. 1987. V. 66. № 1. P. 1.
Niedermeyer E. The “Third Rhythm”: alpha-like activity over the midtemporal region // Am. J. EEG Technol. 1993. V. 33. № 3. P. 159.
Фролов А.А., Болдырева Г.Н., Коптелов Ю.М. Поиск источников патологической альфа-активности ЭЭГ человека при поражении лимбических структур // Журн. высш. нерв. деят. им. И.П. Павлова. 1998. Т. 48. № 4. С. 687. Frolov A.A., Boldyreva G.N., Koptelov Yu.M. [Sources of pathological EEG alpha-activity in patients with lesions of limbic structures] // Zh. Vyssh. Nerv. Deiat. Im. I.P. Pavlova. V. 48. № 4. P. 687.