Epileptogenic Sömn-Relaterade Långsamma Svängningar
NREMS kännetecknas av en långsam (<1 Hz) svängning mellan depolariserande (”upp staten”) och hyperpolarizing (”down staten”) faser i enskilda kortikala neuron (Fig. 1D). Denna neuronala effekt återspeglas i liknande frekvens EEG-svängningar—i den utsträckning som denna rytm blir synkroniserad i stora populationer av neuroner., Under förhållanden med hög synkronisering innefattar EEG som motsvarar ”up-staterna” hög effektrepresentation av nästan hela frekvensspektrumet, liksom scenspecifika EEG-vågor, som k-komplex och spindlar. På en enda cellnivå är ”up-staterna” perioder med ökad excitabilitet (även om specifika celltyper i synnerhet hjärnområden, under vissa faser av NREM, kanske inte deltar i denna ”ökade excitabilitet”). Kan denna bistabilitet bidra till epileptogenes under NREM? Och i så fall, hur (se Scharfman och Buckmaster, 2014)?,
sömnstadier har visat sig påverka mänsklig enstaka neuronaktivitet i anfallsgenererande områden. Mest belysande av den epileptogena potentialen hos NREM är den demonstrerade förändringen av bränningsegenskaper hos kortikala neuroner, en förändring som i NREM utmanar gränserna mellan de fyra kategorierna av kortikala neuroner som beskrivs från in vitro-studier (regelbunden spikning, snabb spikning, snabb rytmisk sprängning och inneboende sprickande neuroner). NREM gynnar utseendet av neuronal sprängning (Fig. 1D och E). Sensoriska svar verkar starkare i ”down states” än i ” up states.,”Men av särskild betydelse för nattlig epileptogenes kan vara övergången till” up-tillståndet”, vilket underlättas av TC-sprängning. Den långsamma oscillationen har visat sig utgöra en nonstationaritet av de sensoriska framkallade potentialerna, som når ett maximum under den negativa till positiva lutningen av k-komplex och delta vågor vid övergången från ”ner” till ”upp” tillstånd.,
Ingen mindre relevant att epileptogenes är det faktum att hyperpolarizations av ”down staten” perioder speglar inte synaptisk inhibition utan snarare disfacilitation (brist på stimulerande ingångar) och summering av Ca2+ och Na+-beroende utåt K+aktuell., Det finns en ökad membranresistens, maximal vid slutet av nedtillståndet, vilket kan (a) gynna distal synaptisk ingång över proximal ingång (minska den större strömförlusten av distala ingångar genom sina längre cellulära vägar), och så ospecifik över specifik TC-ingång, och längre-över kortare kortikokortikal ingång; (B) favor, nondiscriminately, någon ingång som kommer att vara tillräckligt stor för att övervinna denna hyperpolarisering. Båda dessa fördomar skulle förmodligen gynna generalisering och spridning av epileptiform aktivitet., Mekanismerna bakom disfakiltering är inte kända, men de kan inkludera adenosinmedierad depression av presynaptisk frisättning, eftersom adenosinnivåerna maximerar före sömnstart och ökar ytterligare till mikromolära nivåer under epileptisk aktivering.
det karakteristiska k-komplexet i steg 2 NREM (Fig. 1A) anses vara en ensam föregångare till delta rytmvågor, som representerar en övergång från en stabil låg avfyrningshastighet av kortikal aktivitet till en instabil hög avfyrningshastighet. Epileptiska utsläpp—både generaliserade och fokala-tenderar att klustera runt k-komplex., Men utgör denna klustring bevis på ett inflytande av k-komplex-relaterad mekanism på epileptogen aktivitet? Liknande kluster har rapporterats runt delta waves. Således kan klustringen helt enkelt återspegla en allmän ökning av excitabilitet under den aktiverade fasen ”A” av locket (förklarat tidigare) snarare än K-komplexa specifika mekanismer. Inom ramen för en sådan generalisering måste man vara specifik om de särskilda aspekterna och typerna av epilepsi i fråga. Lättare stadier av NREM verkar bäst främja anfall, medan djupare stadier av NREM verkar bäst aktivera IED., Hos patienter med primär generaliserad epilepsi ökar förekomsten av spikar, polyspikes och SWD under stadium 2 av NREM i samband med K-komplex, som kallas ”dyshormia” av Niedermeyer. Den senare definieras som felaktig eller avvikande upphetsning, under vilken det epileptiska k-komplexet finns lokaliserat Mid-anterior-frontalt snarare än vid vertexen. Denna förändring tyder på att det kompletterande motorområdet-som Meg har visat sig vara exceptionellt aktivt i sömnen (Ioannides et al., 2009).,
SWD av frånvaro beslag har hypoteser att ta sig ur samma TC mekanismer (Fig. 1E och F) som utarbetar sömnspindlar, under förhållanden med hypersynkron kortikal hyperexcitabilitet (se Kostopoulos, 2000; avoli, 2012). Det är värt att notera att i experimenten som stöder denna hypotes, som visade utvecklingen av SWD som omvandling av spindlar efter i.m., penicillin i vaken återhållsam katt, SWD var inte associerade med paroxysmal depolarisation skift (PDSs) eller andra tecken på onormal neuronala utsläpp. SWD var förknippade med rytmiska hypersynchronous EPSP–IPSP sekvenser. Detsamma gäller för frånvaro urladdning i gnagaren. Experiment som studerar lokal SWD producerad av kortikal deafferentation eller topisk applicering av stora doser av konvulsiva medel, hos djur som sover eller under excitatoriska anestetika, har givit insikter på membran/neuronal/kretsnivå i de putativa mekanismerna som rör sömn mot epilepsi med SWD., Några av dessa fynd (dvs. PDSs som rapporterats under spikar av SWD) kan dock modellera SWD i samband med den specifika djurmodellen snarare än SWD som karakteriserar frånvaro beslag av IGE. SWDs karakteriseras bäst, i beteendemässigt validerade modeller, av neuronala urladdningar som är mycket synkrona men inte onormala; viktigast av allt är de nonconvulsiva., Under alla omständigheter utgör spindlar som representerar en serie depolariseringar av lägre (typ i) eller högre (typ II) avfyrningskapacitet (ridning ovanpå en DC—negativitet) ett tillstånd av relativt högre kortikal excitabilitet, i överensstämmelse med korrelationen mellan IED och spindelaktivitet–en korrelation som rapporteras vara ännu högre än korrelationen med långsam vågaktivitet och med längre spindellängd strax före nflebeslag. Spindlar har associerats med processer av neuronal plasticitet och minneskonsolidering., Sömnmekanismer, liknande de som är involverade i lärande, kan användas under både epileptogenes (upprättande av nya anslutningar) och uttrycket av anfall (spridning av excitabilitet över vägar ”underlättas” av utsläpp av tidigare anfall). En nyligen avancerad hypotes tyder på att spontan hjärnaktivitet-särskilt den sprängande aktiviteten under” upp tillståndet ” av NREM-inte bara kan tjäna synaptisk homeostas utan också främja epilepsi.,
utmaningen framträder för att belysa de mekanismer som ligger bakom spindlar och k-komplex och deras roll i anfallsuttryck eftersom båda är förknippade med övergående ökningar av excitabilitet och synkronisering, de två villkor som är mest relevanta för generering av anfall., Dessutom har ett robust och mycket dynamiskt förhållande mellan k-komplex och spindlar nyligen observerats: under den negativa fasen av k-komplex samverkande snabba spindlar blockeras, vanligtvis ersatt av en kort hög-theta frekvensbrist, och oftast spindlar återkommer med en alltid högre spektralfrekvens (med ca 1 Hz) (Kokkinos et al., 2013). Förutom att föregås och följt av neuronal depolarisering (Steriade och MacCarley, 2005), disfacilitationen under den långsamma negativa vågen av en KC (Cash et al.,, 2009) resulterar i en ökad membranresistens, vilket skulle göra ospecifika ingångar till avlägsna dendritiska platser mycket effektivare för att excitera neuron. Alla ovanstående sammanfattade egenskaper hos KCs är kompatibla med deras uppfattning som antiarousala sömnuttryck, vilket öppnar möjligheten att vissa anfall som frånvaro kan relateras inte till upphetsning i sig, utan till hjärnans reaktion på det för att upprätthålla sömn (Halász, 2015)., KCs kan noggrant upprepas och grupperas med spindlar i CAP activation (CAP-a) perioder som speglar sömn instabilitet, en viktig faktor för anfallsuppkomsten (Bonakis och Koutroumanidis, 2009)., Slutligen har experiment implicerat de thalamokortiska mekanismerna som utarbetar sömnspindlar i utvecklingen av EEG-spike-and-wave-utsläpp underliggande absensbeslag (se Avoli, 2012; Kostopoulos, 2000), medan det finns många elektrokliniska studier där både spindlar och k-komplex verkar korrelerade med olika uttryck för fokala såväl som generaliserade anfall (Halász, 2013, 2015; Tezer et al., 2014, Si et al., 2010; Seneviratne et al., 2015).,
man kan dra slutsatsen att den långsamma (<1 Hz) svängning av NREM, och i synnerhet spindlar, k-komplex och delta vågor, delar vissa funktioner som kan bidra till förvärringen av epileptiska fenomen. Dessa effekter kan vara relaterade till den dynamiska bistability av nervcellernas membran potential och neuronal beredskap för sprängning och utbredd synkronisering, uttryckt på EEG nivå som instabilitet av vaksamhet särskilt i förhållande till ”En” faser av den gemensamma JORDBRUKSPOLITIKEN och microarousals.