07.09.2023, 09:00 Uhr

Universität Wien
Besprechungsraum 4.34
Währinger Str. 29
1090 Wien

Titel: „Data analysis in intracranial EEG recordings of epileptic
patients to examine neuronal activity around interictal
epileptiform discharges“

Kurzfassung:

Interiktale epileptiforme Entladungen (IED) sind übermäßige Stromstöße der kortikalen
Aktivität, die im Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anfällen bei Patient*innen
mit Epilepsie festgestellt werden können. Mit Hilfe der intrakraniellen Elektroenzephalographie
(iEEG) kann die kollektive elektrische Aktivität verschiedener kortikaler Regionen
aufgezeichnet werden. Diese Aufzeichnungen erfolgen über zwei Arten von Elektroden:
hochohmige "Mikrodraht"-Kontakte für die Aufzeichnung der Aktivität einzelner Einheiten
(SUA) und "Makro"-Kontakte für die Erfassung von IED. Die Differenzierung der
Neuronenarten (Pyramidenzellen und Interneuronen), die um IED herum feuern, kann
Aufschluss über die Art der IED geben und zeigen, ob sie ein Produkt von Hemmung
oder Übererregbarkeit sind. In dieser Arbeit wollen wir anhand von Daten von zehn
Epilepsiepatient*innen untersuchen, wie sich die Neuronen des Hippocampus in der Präund
Post-IED-Phase verhalten, wenn IED in den verschiedenen Regionen auftreten. Da
die bestehenden Methoden zur Erkennung von IED umständlich sind, stellen wir zwei neue
Methoden vor, die ein großes Potenzial zur Klassifizierung von IED aufweisen: Autocoder
und generative adversarische Netzwerke. Außerdem wird die Leistung von drei binären
Klassifizierungsmodellen (logistische Regression, SVM und künstliche neuronale Netze),
die die beiden Arten von Neuronen unterscheiden können, verglichen. Wir argumentieren,
dass jedes dieser Modelle dem k-means-Clusteralgorithmus überlegen sein kann, wenn die
Intracluster-Distanz gering ist, obwohl das neuronale Netz die beiden klassischen Modelle
in Bezug auf Genauigkeit (95, 27%) und Präzision (98, 92%) im Durchschnitt über alle Patient*
innen übertrifft. Die Analysen ergaben, dass Neuronen dazu neigen, in der Prä- und
Post-IED-Phase in übereinstimmenden Mustern zu feuern, wenn IED innerhalb und in der
Nähe des Hippocampus auftreten, jedoch wurden keine eindeutigen Hinweise auf neuronale
Aktivität der beiden Zelltypen gefunden, die bei allen Patient*innen übereinstimmen.