O potencial evocado cortico-cortical (CCEP) refere-se à resposta potencial média registada no local próximo do eléctrodo estimulante e/ou no local distal, numa relação temporalmente bloqueada com a estimulação eléctrica, estimulando a área cerebral local com a ajuda de eléctrodos intracranianos. Actualmente, o CCEP é utilizado principalmente no estudo de redes relacionadas com a epilepsia, e pode ser utilizado para determinar a relação entre o local de estimulação e o local de gravação, e depois para rastrear as ligações entre diferentes regiões do cérebro humano e a estimulação eléctrica in vivo. Neste artigo, introduzimos o papel do CCEP, as suas funções, e o papel da rede. Neste documento, apresentamos o papel, vantagens e deficiências do CCEP e o seu desenvolvimento futuro, e revemos o valor desta técnica na investigação relacionada com a epilepsia.
I. O papel do CCEP
Estudos baseados em ligações de fibra de matéria branca, tais como ligações intercorticais e ligações cortico-subcorticais, são quase sempre realizados em animais utilizando uma gama de técnicas de rastreio invasivas. A aplicação combinada de ferramentas de exame não invasivas, tais como a imagem tensora de difusão de ressonância magnética (DTI) e a localização funcional invasiva da estimulação eléctrica cortical/subcortical fornece informação semelhante sobre a relação entre as redes cortical/subcortical, mas a relação entre as áreas funcionais corticais e as extremidades das fibras de matéria branca ainda não pode ser caracterizada, e a técnica CCEP oferece uma possibilidade de rastrear a conectividade entre diferentes regiões cerebrais. Greenlee et al. investigaram a conectividade funcional dentro do giro frontal inferior utilizando a CCEP e mostraram que a estimulação de um local num subgiro do giro frontal inferior (órbita, triângulo, ou ínsula) provocou uma CCEP na parte distal do mesmo subgiro ou subgiro adjacente, fornecendo provas preliminares de uma ligação funcional entre o local da estimulação e o local onde a CCEP foi registada. Conner et al. utilizaram o DTI em conjunto com o CCEP para estudar as ligações anatómicas e electrofisiológicas do sistema linguístico e descobriram que a amplitude e latência do CCEP estavam significativamente correlacionadas com o número de vias do DTI que ligavam o local de estimulação ao local de registo. Com a ajuda do CCEP, podemos determinar a relação entre locais de estimulação e locais de registo, e depois seguir in vivo as ligações entre as diferentes regiões do cérebro e as redes associadas às convulsões em humanos.
1. Rastreio in vivo da conectividade funcional entre diferentes regiões cerebrais do hemisfério
Matsumoto et al. descobriram que a estimulação da área da língua anterior (isto é, a área da língua localizada em frente do sulco central e acima da fissura lateral) provocou uma CCEP na área da língua posterior (isto é, a área da língua localizada na convexidade lateral dos lobos temporal e parietal) e na base do lobo temporal; a estimulação da área da língua posterior provocou uma CCEP na área da língua anterior e na base do lobo temporal. Enatsu et al. utilizaram o CCEP para estudar a reorganização funcional da área da língua posterior (ou seja, a área da língua danificada é compensada pelo vizinho ipsilateral ou transferida para a área homóloga contralateral) e descobriram que a relação entre a distribuição do CCEP e a área da língua posterior apresentava dois padrões, ou seja, a área da língua posterior identificada pela localização funcional da estimulação eléctrica estava total ou parcialmente localizada dentro da área de distribuição do CCEP. Sugeriram que a reorganização da área de linguagem posterior poderia estar relacionada com a sua transferência funcional a partir do fim da ligação da área de linguagem anterior-posterior (manifestada como o local de gravação do CCEP) ao córtex circundante, e indicaram que a área de linguagem poderia ser identificada fora do local de gravação do CCEP.
Matsumoto et al. descobriram que a estimulação da área motora medial (MMC) provocou a CCEP na área motora lateral (LMC) e vice-versa, enquanto a análise de regressão mostrou uma correlação estreita entre o local de estimulação na MMC e o local de gravação para a CCEP máxima na LMC e vice-versa, de acordo com a relação posicional entre o local de estimulação e o local de gravação da CCEP; funcionalmente, a estimulação da área motora positiva do MMC suscitou o CCEP em áreas homólogas da área de localização somatocortical do LMC e vice-versa. Este estudo demonstra directamente a existência de uma rede intercortical em áreas motoras humanas que liga interactivamente áreas anatomicamente homólogas do LMC e do MMC ao longo de um gradiente específico e áreas homólogas das suas áreas de localização somatocortical.
Com a ajuda do CCEP, Matsumoto et al. descobriram que a rede parietal-extra-lateral (que consiste em regiões parietais e frontais do cérebro como a área pré-motora, giro pré-central, giro pós-central e lóbulo parietal posterior) é uma estrutura espelhado-simétrica de perto para perto e de longe para longe através do sulco central e preserva a estrutura dorsal-ventral (ou seja Enatsu et al. usaram Kubota et al. investigaram a conectividade do sistema límbico humano com a ajuda da CCEP e demonstraram que o hipocampo tem ligações funcionais com o giro cingulado posterior, o giro parahipocampal posterior, o giro frontal superior médio, e o giro orbital frontal. Também levantaram a hipótese de que uma rede bidireccional através do giro cingulado liga o hipocampo ao giro cingulado posterior.
2. Conectividade funcional entre diferentes regiões cerebrais no rastreio somático interhemisférico
Terada et al. descobriram que a estimulação da área motora de um lado resultou no registo de um CCEP na área motora do hemisfério contralateral, e que a maior amplitude de CCEP foi registada em torno do eléctrodo do mesmo nome localizado na área motora do hemisfério contralateral ao eléctrodo de estimulação, enquanto que nenhum CCEP foi obtido na área motora do hemisfério contralateral quando o local de estimulação não se encontrava na área motora. Este estudo fornece provas directas da existência de ligações funcionais interhemisféricas originárias de áreas motoras corticais. Além disso, observaram uma distribuição espelhada dos potenciais evocados nos hemisférios bilaterais, sugerindo que a coordenação motora do soma bilateral é pelo menos parcialmente controlada ao nível do córtex motor. Num outro estudo, Terada et al. descobriram que a estimulação da área motora facial (f-MA) ou da área motora não facial (nf-MA) provocava mais CCEP do que a estimulação das áreas sensoriais ou não funcionais; a estimulação da f-MA versus nf-MA provocou mais CCEP no f-MA contralateral do que no nf-MA contralateral ou outros locais; a estimulação da área sensorial (SA) quase não provocou CCEP; a estimulação do f-MA registou a maior amplitude de onda CCEP no f-MA contralateral. Este estudo encontrou uma característica assimétrica entre as áreas sensório-motoras nos hemisférios esquerdo e direito: havia fortes ligações interhemisféricas entre áreas motoras faciais, áreas motoras não faciais e áreas motoras faciais contralaterais, enquanto que pode não haver ou haver apenas ligações directas mínimas entre áreas sensoriais e áreas motoras ou sensoriais contralaterais. kikuchi et al. descobriram que a estimulação das áreas motoras intrínsecas suplementares (AME) era desencadeada: membros contralaterais superiores e inferiores Para desencadear o MPE na extremidade superior, a estimulação da AME requer uma intensidade de estimulação mais elevada e um período de latência significativamente mais longo para este MPE. Este estudo demonstra o efeito da assimetria bilateral na área motora intrínseca humana suplementar sobre a via corticospinal, que pode ser transmitida através da via directa a jusante, e, além disso, sugerem que o CCEP é útil para diferenciar clinicamente a área motora suplementar da área motora primária.
Umeoka et al. descobriram que a estimulação da base do lobo temporal de um lado resultou num CCEP registado no local correspondente no seu hemisfério contralateral, e que a área da fala do andar temporal em todos os sujeitos estudados estava associada a pelo menos 1 CCEP, que podia ser localizado no local de estimulação ou no local de registo. Este estudo confirmou a existência de uma ligação neural na base do lóbulo temporal bilateralmente. Koubeissi et al. descobriram que a estimulação do giro temporal superior esquerdo posterior resultou num CCEP registado na base temporal bilateral, enquanto que a estimulação de qualquer das bases temporais desencadeou um CCEP no giro temporal superior esquerdo posterior. este estudo é o primeiro a demonstrar a existência de uma ligação funcional entre o giro temporal superior esquerdo posterior e a base temporal bilateral em humanos. Este estudo demonstrou pela primeira vez que existe uma ligação funcional entre o giro temporal superior esquerdo posterior e a base temporal bilateral em seres humanos.
Greenlee et al. relataram que a estimulação eléctrica do giro frontal inferior provocou a CCEP nas áreas motoras hemisféricas bilaterais, incluindo as áreas motoras orofaciais, e a estimulação das áreas motoras orofaciais também provocou uma resposta correspondente no giro frontal inferior. Este estudo confirma a ligação funcional entre o giro frontal inferior e a área motora orofacial em humanos.
3. Seguimento in vivo das redes relacionadas com as convulsões
Matsumoto et al. aplicaram CCEP a um paciente com epilepsia com displasia cortical focal. Verificou-se que o paciente tinha uma rede de epileptogenia intrínseca melhorada durante a formação de convulsões. Este é o primeiro relatório da aplicação do CCEP para rastrear as redes relacionadas com as convulsões.
Iwasaki et al. compararam o CCEP na vizinhança da área de início das convulsões com o CCEP na área neocortical adjacente que não estava associada ao EEG das convulsões, e descobriram que o CCEP era mais forte na vizinhança da área de início das convulsões.
Com a ajuda do CCEP, Enatsu et al. descobriram que a excitabilidade preictal era mais forte em locais que mostravam um padrão de entrega de ondas de picos repetidos do que em locais que mostravam um padrão de entrega rápida de ondas paroxísticas, confirmando de uma forma nova que as mudanças na excitabilidade cortical dependem dos padrões de início da convulsão. Num outro estudo, investigaram a relação entre a propagação da convulsão e os potenciais evocados pelo CCEP e descobriram que a propagação contínua era significativamente mais rápida do que a propagação descontínua, o que poderia ser explicado por uma maior excitabilidade nos locais em redor da área de início da convulsão.
Matsuzaki et al. descobriram que os CCEPs gerados em cortices visuais de ordem superior eram significativamente maiores do que os gerados em cortices visuais de ordem inferior. A estimulação eléctrica do córtex visual de ordem mais baixa provocou um aumento de γ-actividade no córtex visual de ordem mais alta, que apareceu após o anterior CCEP ter sido atenuado. Sugeriram que estas descobertas podem ter implicações para futuras aplicações clínicas de CCEP e avaliação pré-operatória em cirurgia de epilepsia.
Enatsu et al. combinaram sintomas clínicos, EEG do couro cabeludo, EEG estereotáxico, e CCEP para caracterizar as características clínicas e neurofisiológicas da epilepsia cingulada posterior. Este estudo revelou que tanto a rede do giro cingulado posterior como a alteração dos sintomas epilépticos do giro cingulado posterior dependem do padrão de propagação da epilepsia.
II. Pontos fortes e fracos da CCEP e futuras direcções
Wrench et al. salientaram que, em comparação com o DTI, o CCEP pode rastrear ligações fisiológicas entre diferentes regiões do cérebro e pode fornecer informação direccional e temporal. Concluíram que o CCEP tem uma forte utilidade clínica porque permite (1) uma técnica conveniente de média em linha curta que leva menos de 1 ou 2 minutos por sítio de estimulação, (2) não requer a cooperação do paciente, e (3) tem uma baixa probabilidade de induzir convulsões. A técnica CCEP é actualmente imatura na aplicação clínica, e os seus estudos relacionados só têm sido realizados em alguns centros de epilepsia no estrangeiro, que ainda precisam de ser explorados na prática. Para além das deficiências acima mencionadas, o autor acredita que a CCEP é uma ferramenta de exame invasiva que requer a incorporação de eléctrodos intracranianos, e a profundidade e amplitude da incorporação de eléctrodos pode afectar o juízo geral do investigador sobre os resultados do estudo.
Wrench et al. concluíram que o CCEP continuará a ser utilizado no futuro para o rastreio in vivo de ligações entre diferentes regiões do cérebro e redes associadas a convulsões em humanos, e que o CCEP combinado com o DTI é uma direcção importante para o seu desenvolvimento futuro. Também sugerem que as mudanças nos potenciais do CCEP durante o desempenho de tarefas podem ser usadas para estudar in vivo as mudanças na conectividade intercortical durante a actividade fisiológica em humanos. O autor acredita que a CCEP para prever afasia condutiva pós-operatória e explorar a composição funcional de diferentes regiões do cérebro em combinação com f-MRI, TMS e MEG pode ser possível num futuro próximo.