EEG-based connectivity in patients with partial seizures with and without generalization

Ideggyogy Sz. 2019 Mar 30;72(3-4):99-109. doi: 10.18071/isz.72.0099.

Abstract

Background and purpose: To investigate the neurophysiological basis of secondary generalization of partial epileptic seizures.

Methods: Inter-ictal, resting-state EEG functional connectivity (EEGfC) was evaluated and compared: patients with exclusively simple partial seizures (sp group) were compared to patients with simple partial and secondary generalized seizures (spsg group); patients with exclusively complex partial seizures (cp group) were compared to patients with cp and secondary generalized seizures (cpsg group); the collapsed sp+cp group (spcp) was compared to those who had exclusively secondary generalized seizures (sg group). EEGfC was computed from 21-channel waking EEG. 3 minutes of waking EEG background activity was analyzed by the LORETA Source Correlation (LSC) software. Current source density time series were computed for 23 pre-defined cortical regions (ROI) in each hemisphere, for the 1-25 Hz very narrow bands (1 Hz bandwidth). Thereafter Pearson correlation coefficients were calculated between all pairs of ROI time series in the same hemisphere. Z-scored correlation coefficients were compared at the group level (t-tests and correction for multiple comparisons by local false discovery rate, FDR).

Results: Statistically significant (corrected p<0.05) EEGfC differences emerged at specific frequencies (spsg > sg; cpsg > cp), and at many frequencies (sg > spcp). The findings indicated increased coupling between motor cortices and several non-motor areas in patients with partial and sg seizures as compared to patients with partial seizures and no sg seizures. Further findings suggested increased coupling between medial parietal-occipital areas (structural core of the cortex) and lateral hemispheric areas.

Conclusion: Increased inter-ictal EEGfC is associated with habitual occurrence of secondary generalized seizures.

Background and purpose: A másodlagos generalizáció idegélettani alapjainak vizsgálata parciális rohamokban.

Methods: Adatbázisunkból 131 parciális epilepsziás beteget gyűjtöttünk ki, akikből a rohamspekt­rum alapján hat betegcsoportot képeztünk: kizárólag egyszerű parciális rohamok (sp), kizárólag komplex parciális rohamok (cp), sp és cp betegek összevont csoportja (spcp), egyszerű parciális rohamok generalizációval és a nélkül (spsg), komplex parciális rohamok generalizációval és a nélkül (cpsg), kizárólag másodlagosan generalizált rohamok (sg). A 21 csatornás, éber-relaxált állapotban elvezetett interictalis EEG háttértevékenységből betegenként összesen 3 percet elemeztünk a LORETA Source Correlation szoftverrel. Féltekénként 23 agykérgi régió (ROI) egymás közötti korrelációját vizsgáltuk (EEG funkcionális konnektivitás, EEGfC) a jobb és bal féltekén belül, 1-25 Hz között 1 Hz szélességű frekvenciasávokban. A Pearson-korrelációs koefficienseket életkorra korrigáltuk és Z-transzformáltuk. A csoportokat t-tesztek segítségével hasonlítottuk össze. A statisztikailag szignifikáns (korrigált p<0.05) EEGfC-értékekből előálló hálózati mintákat elemeztük.

Results: Nagyobb EEGfC-értékekből származó túlkapcsoltság jelentkezett specifikus frekvenciákon (spsg > sg; cpsg > cp) és számos frekvencián (sg > spcp). Az eredmények a motoros és több, nem motoros kérgi terület közti túlkapcsoltságot tükrözik a betegekben, akiknek másodlagosan generalizálódó rohamai vannak. Túlkapcsoltság igazolódott a medialis parietooccipitalis régiók és a féltekék lateralis részei között is.

Conclusion: Az interictalis állapotban mért hálózati túlkapcsoltság összefügg a másodlagos generalizációra való hajlammal.

Keywords: EEG functional connectivity; epilepsy; partial seizures; secondary generalization.

Publication types

  • Comparative Study

MeSH terms

  • Electroencephalography*
  • Epilepsies, Partial / physiopathology*
  • Epilepsy, Generalized / physiopathology*
  • Humans
  • Seizures