암 신경과학 분야의 선구적 연구는 교모세포종(glioma) 발달과 침윤이 부분적으로는 새로운 기능성 뉴런-종양 시냅스를 통해 일어난다는 점을 밝혀냈다. 그 결과 나타나는 과흥분성(hyperexcitability)은 질병 진행을 지속시키며, 표준 및 고해상도 전기생리학 기법을 사용하여 검출할 수 있다. 그러나 교모세포종 아형 간 차이와 이러한 변화의 국소적(위치적) 분포는 기존 문헌에서 충분히 규명되지 않았다. 이러한 교란과 그 범위를 파악하기 위해, 우리는 수술 중 두개내 전기생리학 기록을 72명의 환자에서 획득하였다(n=23 IDH-wildtype glioma, 15 IDH-mutant glioma, 28 비종양성 간질(non-tumor epilepsy) 사례, 6 운동장애(movement disorder) 사례). 기록은 표준 임상 전극(예: 6–8 접점) (ECoG, n=40), 뇌 표면에 순응하는 128–1024채널 미세전극(n=46), 그리고 Neuropixels 프로브(n=29)를 사용하여 수행하였다. 모든 기록은 전두엽, 측두엽 또는 두정엽에서 이루어졌다. 대조영 종양(enhancing tumor) 및 연관된 T2 고신호(T2 hyperintensity)에 대한 전극 위치는 분절된 수술 전 영상(segmented pre-operative imaging)에 상호정합(coregistered)된 3D 국소화(3D localization) 파이프라인을 통해 결정하였다. 평가 지표(endpoints)는 주기성 및 비주기성 성분의 모델링을 포함한 스펙트럼 파워 대역 분석과 간질 간 방전(interictal discharge)률(IIDs)이다. 대조영 종양 경계(enhancing tumor boundary)까지의 유클리드 거리(Euclidean distance)와 해부학적 지형을 따르는 지오데식 거리(geodesic distance)를, 각 참여자와 채널별로 계산하였다. 임상용 ECoG 격자(clinical ECoG grids)는 고감마파 파워(HGP), 비주기성(E/I) 기울기 또는 지수, 또는 IIDs에 대해 영역별 또는 전체적인 차이를 구별하지 못했다. 그러나 고해상도 격자를 사용했을 때, 지오데식 거리가 증가할수록 IDH-mutant 및 -wildtype 교모세포종 모두에서 고감마파 파워가 선형적으로 감소하는 양상이 관찰되었다. 유사하게, 30–50 Hz 활동의 E/I 기울기는 종양 경계로부터의 거리에 따라 선형적으로 증가하였으며, 이는 종양 주위(peritumoral) 흥분성 활동 쪽으로의 상대적 이동을 시사한다. IDH-wildtype 교모세포종은 가장 높은 HGP와 IID 비율을 보였고, 지오데식 거리는 영역 차이를 구분하는 데 있어 가장 정밀했으며, 두 가지 거리 계산 모두 IDH-mutant 종양에서 관련성이 있었다. 비종양성 사례와의 비교는 신경학적 질환 전반에 걸쳐 기전적 유사성이 존재하며, 이는 신경전기(neuroelectrical) 시그니처로 식별 가능할 수 있음을 시사하였다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.