Characterization of antiseizure medications effects on the EEG neurodynamic by fractal dimension
Notice bibliographique
Résumé
Objectives An important challenge in epilepsy is to define biomarkers of response to treatment. Many electroencephalography (EEG) methods and indices have been developed mainly using linear methods, e.g., spectral power and individual alpha frequency peak (IAF). However, brain activity is complex and non-linear, hence there is a need to explore EEG neurodynamics using nonlinear approaches. Here, we use the Fractal Dimension (FD), a measure of whole brain signal complexity, to measure the response to anti-seizure therapy in patients with Focal Epilepsy (FE) and compare it with linear methods. Materials Twenty-five drug-responder (DR) patients with focal epilepsy were studied before (t1, named DR-t1) and after (t2, named DR-t2) the introduction of the anti-seizure medications (ASMs). DR-t1 and DR-t2 EEG results were compared against 40 age-matched healthy controls (HC). Methods EEG data were investigated from two different angles: frequency domain—spectral properties in δ, θ, α, β, and γ bands and the IAF peak, and time-domain—FD as a signature of the nonlinear complexity of the EEG signals. Those features were compared among the three groups. Results The δ power differed between DR patients pre and post-ASM and HC (DR-t1 vs. HC, p < 0.01 and DR-t2 vs. HC, p < 0.01). The θ power differed between DR-t1 and DR-t2 (p = 0.015) and between DR-t1 and HC (p = 0.01). The α power, similar to the δ, differed between DR patients pre and post-ASM and HC (DR-t1 vs. HC, p < 0.01 and DR-t2 vs. HC, p < 0.01). The IAF value was lower for DR-t1 than DR-t2 (p = 0.048) and HC (p = 0.042). The FD value was lower in DR-t1 than in DR-t2 (p = 0.015) and HC (p = 0.011). Finally, Bayes Factor analysis showed that FD was 195 times more likely to separate DR-t1 from DR-t2 than IAF and 231 times than θ. Discussion FD measured in baseline EEG signals is a non-linear brain measure of complexity more sensitive than EEG power or IAF in detecting a response to ASMs. This likely reflects the non-oscillatory nature of neural activity, which FD better describes. Conclusion Our work suggests that FD is a promising measure to monitor the response to ASMs in FE.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».