Noninvasive Biomarkers for Assessing the Excitatory/Inhibitory Imbalance in Children with Epilepsy
Notice bibliographique
Résumé
Epileptic seizures involve a cortical excitation–inhibition imbalance driven by dysfunctional interneurons that contribute to gamma oscillation generation. While impaired gamma oscillations are commonly reported in epilepsy, the dynamics of broadband and narrowband gamma as well as beta oscillations remain underexplored. These oscillations may serve as noninvasive electrophysiological markers associated with altered cortical dynamics, potentially reflecting underlying excitation–inhibition imbalance in epilepsy. Here, we recorded high-density electroencephalography and magnetoencephalography data to investigate visual stimuli-elicited cortical oscillations in 48 neurotypical (20 females) and 49 children (26 females) with epilepsy. We found that epilepsy is characterized by reduced amplitude and prolonged latency of evoked cortical response compared with controls after visual stimulation, with alterations in N1 peaks and M100, M150, and M250 components ( p < 0.05). Additionally, source imaging revealed disrupted oscillatory features in epilepsy patients, including suppressed power, reduced amplitude, and increased latency in evoked and induced beta and gamma oscillations from the visual cortex ( p < 0.05). These alterations were consistent across diverse epilepsy subtypes, including focal, generalized, and nonlesional epilepsy cases. Utilizing these differences, we developed a novel classification model that differentiates individuals with epilepsy from controls with high accuracy, offering potential clinical utility in epilepsy diagnosis. Our results suggest disrupted beta and gamma oscillations may be associated with impaired inhibitory mechanisms and altered cortical dynamics, potentially indicative of an excitation–inhibition imbalance. Our findings highlight the potential of noninvasive electrophysiological biomarkers to capture cortical dynamics possibly influenced by excitation–inhibition imbalance in epilepsy, supporting their use in early diagnosis and disease monitoring.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 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 ».