A brain atlas of axonal and synaptic delays based on modelling of cortico-cortical evoked potentials

Autor: Jean-Didier, Lemaréchal, Maciej, Jedynak, Lena, Trebaul, Anthony, Boyer, François, Tadel, Manik, Bhattacharjee, Pierre, Deman, Viateur, Tuyisenge, Leila, Ayoubian, Etienne, Hugues, Blandine, Chanteloup-Forêt, Carole, Saubat, Raouf, Zouglech, Gina Catalina, Reyes Mejia, Sébastien, Tourbier, Patric, Hagmann, Claude, Adam, Carmen, Barba, Fabrice, Bartolomei, Thomas, Blauwblomme, Jonathan, Curot, François, Dubeau, Stefano, Francione, Mercedes, Garcés, Edouard, Hirsch, Elizabeth, Landré, Sinclair, Liu, Louis, Maillard, Eeva-Liisa, Metsähonkala, Ioana, Mindruta, Anca, Nica, Martin, Pail, Ana Maria, Petrescu, Sylvain, Rheims, Rodrigo, Rocamora, Andreas, Schulze-Bonhage, William, Szurhaj, Delphine, Taussig, Antonio, Valentin, Haixiang, Wang, Philippe, Kahane, Nathalie, George, Olivier, David, Elisa, Nacci
Přispěvatelé: Institut du Cerveau et de la Moëlle Epinière = Brain and Spine Institute (ICM), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), [GIN] Grenoble Institut des Neurosciences (GIN), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes (UGA), Le Centre de Magnétoencéphalographie et d'Electroencéphalographie [CHU Pitié-Salpêtrière] (MEG-EEG), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Institut de Neurosciences des Systèmes (INS), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre Hospitalier Universitaire Vaudois [Lausanne] (CHUV), Service de Neurologie [CHU Pitié-Salpêtrière], IFR70-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Università degli Studi di Firenze = University of Florence [Firenze] (UNIFI), Service de neurochirurgie pédiatrique [CHU Necker], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-CHU Necker - Enfants Malades [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Centre de recherche cerveau et cognition (CERCO), Institut des sciences du cerveau de Toulouse. (ISCT), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Montreal Neurological Institute and Hospital, McGill University = Université McGill [Montréal, Canada], Hospital Universitario y Politécnico La Fe [Valencia, Spain], CHU Strasbourg, Centre Hospitalier Sainte Anne [Paris], Jinan University [Guangzhou], Centre Hospitalier Régional Universitaire de Nancy (CHRU Nancy), University Emergency Hospital [Bucharest], Laboratoire Traitement du Signal et de l'Image (LTSI), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), University Hospital Brno, AP-HP Hôpital Bicêtre (Le Kremlin-Bicêtre), Centre de recherche en neurosciences de Lyon (CRNL), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IMIM-Hospital del Mar, Generalitat de Catalunya, Freiburg University Medical Center, CHU Lille, Institute of Psychiatry, Psychology & Neuroscience, King's College London, King‘s College London, Tsinghua University [Beijing] (THU), Institut du Cerveau = Paris Brain Institute (ICM), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Università degli Studi di Firenze = University of Florence (UniFI), Centre de recherche cerveau et cognition (CERCO UMR5549), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT), Hospital Universitari i Politècnic La Fe = University and Polytechnic Hospital La Fe, Université de Rennes (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre d'Investigation Clinique [Rennes] (CIC), Université de Rennes (UR)-Hôpital Pontchaillou-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), CHU Pontchaillou [Rennes], Centre de recherche en neurosciences de Lyon - Lyon Neuroscience Research Center (CRNL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universitäts Klinikum Freiburg = University Medical Center Freiburg (Uniklinik), The research leading to these results has received funding from the European Research Councilunder the European Union's Seventh Framework Programme (FP/2007-2013)/ERC GrantAgreement no. 616268 F-TRACT, the European Union’s Horizon 2020 FrameworkProgramme for Research and Innovation under Specific Grant Agreement No. 785907 and945539 (Human Brain Project SGA2 and SGA3), and from the French 'Investissementsd’avenir' programme under grant numbers ANR-11-INBS-0006 and ANR-10-IAIHU-06. PHwas supported by Swiss National Science Foundation grant #CRSII5_170873, ANR-11-INBS-0006,FLI,France Life Imaging(2011), European Project: 616268,EC:FP7:ERC,ERC-2013-CoG,F-TRACT(2014), European Project: 785907,H2020,HBP SGA2(2018), European Project: 945539,H2020,H2020-SGA-FETFLAG-HBP-2019,HBP SGA3(2020), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Gestionnaire, Hal Sorbonne Université, Infrastructures - France Life Imaging - - FLI2011 - ANR-11-INBS-0006 - INBS - VALID, Functional Brain Tractography - F-TRACT - - EC:FP7:ERC2014-08-01 - 2019-07-31 - 616268 - VALID, Human Brain Project Specific Grant Agreement 2 - HBP SGA2 - - H20202018-04-01 - 2020-03-31 - 785907 - VALID, Human Brain Project Specific Grant Agreement 3 - HBP SGA3 - - H20202020-01-01 - 2023-09-30 - 945539 - VALID
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Brain-A Journal of Neurology
Brain-A Journal of Neurology, Oxford University Press (OUP), In press, ⟨10.1093/brain/awab362⟩
BRAIN
r-IIS La Fe. Repositorio Institucional de Producción Científica del Instituto de Investigación Sanitaria La Fe
instname
Brain
Brain-A Journal of Neurology, 2022, 145 (5), pp.1653-1667. ⟨10.1093/brain/awab362⟩
ISSN: 0006-8950
1460-2156
Popis: Epilepsy presurgical investigation may include focal intracortical single-pulse electrical stimulations with depth electrodes, which induce cortico-cortical evoked potentials at distant sites because of white matter connectivity. Cortico-cortical evoked potentials provide a unique window on functional brain networks because they contain sufficient information to infer dynamical properties of large-scale brain connectivity, such as preferred directionality and propagation latencies. Here, we developed a biologically informed modelling approach to estimate the neural physiological parameters of brain functional networks from the cortico-cortical evoked potentials recorded in a large multicentric database. Specifically, we considered each cortico-cortical evoked potential as the output of a transient stimulus entering the stimulated region, which directly propagated to the recording region. Both regions were modelled as coupled neural mass models, the parameters of which were estimated from the first cortico-cortical evoked potential component, occurring before 80 ms, using dynamic causal modelling and Bayesian model inversion. This methodology was applied to the data of 780 patients with epilepsy from the F-TRACT database, providing a total of 34 354 bipolar stimulations and 774 445 cortico-cortical evoked potentials. The cortical mapping of the local excitatory and inhibitory synaptic time constants and of the axonal conduction delays between cortical regions was obtained at the population level using anatomy-based averaging procedures, based on the Lausanne2008 and the HCP-MMP1 parcellation schemes, containing 130 and 360 parcels, respectively. To rule out brain maturation effects, a separate analysis was performed for older (>15 years) and younger patients (
Databáze: OpenAIRE
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