Dynamic excitation/inhibition balance preceding seizure onset and its link to functional and structural brain architecture
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Altered excitation/inhibition (E/I) balance is a key mechanism in epilepsy, but its dynamic changes before seizure onset remain unclear. The interictal suppression hypothesis suggests that inhibitory input isolates epileptic regions, yet little is known about E/I dynamics in the pre-ictal phase. METHODS: We analyzed high-density EEG recordings from patients with drug-resistant focal epilepsy, each with at least one recorded seizure. Cortical activity was reconstructed using source modeling, and time-resolved changes in the aperiodic exponent-a non-invasive marker of E/I balance-were computed. Directed functional connectivity was assessed via spectral Granger causality. These metrics were correlated with cortical thickness and neurotransmitter receptor density maps. RESULTS: The aperiodic exponent increased progressively in the minutes preceding seizures, reflecting a global shift toward cortical inhibition, with no significant differences between epileptic and non-epileptic regions. Delta and theta power also increased preictally. Epileptic regions showed significantly more outward than inward connectivity, and more outward connectivity than non-epileptic areas. In non-epileptic regions, higher inhibition was associated with greater outward connectivity. Cortical thickness positively correlated with inhibition only in non-epileptic areas. Lower muscarinic receptor density was associated with stronger inhibitory shifts. CONCLUSIONS: Seizure onset is preceded by a widespread shift toward inhibition, possibly representing a compensatory mechanism that fails as ictal thresholds are crossed. This shift is linked to altered connectivity and disrupted structure-function coupling in epileptic regions. The dynamic aperiodic exponent emerges as a promising biomarker for seizure prediction and a potential target for neuromodulation strategies.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,016 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 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) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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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 tête enseignante, 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 ».