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为什么有些图像会导致癫痫发作,而有些不会?

健康 89xy 1周前 (10-12) 10次浏览

为什么有些影像会引起光敏性癫痫患者的癫痫发作,而有些则不会?一项新的研究调查了这一现象背后的神经生理机制。

为什么有些图像会导致癫痫发作,而有些不会?

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某些图像可以导致几个神经元同时放电,每秒钟多达500次,这可能导致一些癫痫患者癫痫发作。

美国国家神经障碍和中风研究所(NINDS)将癫痫定义为一组神经障碍,其中神经元束发出异常信号,引发癫痫发作。

在癫痫发作期间,几个脑细胞每秒钟可能同时发出多达500次信号。

NINDS还估计,目前,美国约有230万成年人以及45万多名儿童和青少年患有癫痫。

众所周知,在光敏性癫痫患者中,闪光灯会导致癫痫发作。这种挑衅性视觉效果的影响可能相当惊人。例如,在1997年,某个神奇宝贝事件在日本引发了685人的癫痫发作,而在2012年,奥运会的宣传视频不得不从网站上删除,因为它导致了多个癫痫患者的癫痫发作。

然而,癫痫发作也可能是由静态图像引起的,没有运动或闪烁。新的研究开始调查为什么会这样。一组国际研究人员回顾了神经生理学领域的文献,看看健康视觉皮层的神经反应是否能预测光敏性癫痫患者对静态图像的反应。

这项研究的第一作者是荷兰乌得勒支大学医学中心的多拉·赫尔墨斯,它发表在《当代生物学》杂志上。

伽马振荡在大脑中的作用

赫尔墨斯和他的同事们跟踪了以前的研究,这些研究表明大脑中频率在30到80赫兹之间的伽马振荡可能是导致癫痫发作的原因。

他们的评论集中在由一些静态图像的空间特征引起的伽马振荡,例如那些描绘黑白条的图像。

当人们接触到这些图像时,大脑活动的重复模式发生了伽马振荡。事实上,作者指出,这些图像会导致光敏人群头痛和偏头痛,以及完全健康人群的不适。

“我们的发现意味着,在设计建筑时,避免可能激活这种回路并导致不适、偏头痛或癫痫发作的视觉模式可能很重要。即使非常健康的人也可能从最有可能引发光敏性癫痫发作的图像中感到适度的不适。”

朵拉·赫尔墨斯

伽马大脑振荡可以通过简单的脑电图来测量,科学家们从20世纪80年代就知道了。然而,研究人员尚未就这些振荡在感知、思维或一般神经处理中的作用达成一致。

这项研究的第一位作者进一步解释说,“一些科学家认为,这些振荡对于意识、注意力和神经元交流非常重要和必要,而其他人说,它们更有可能是正常神经元处理的副产品,就像汽车排出的废气一样——这是一个潜在的有用诊断信号,但不是让神经元机器工作的信号。”

光栅图案的图像如何导致癫痫发作

然而,只有在观看某些图像时,大脑才会发生伽马振荡,这与伽马振荡可能是神经处理的关键这一假设背道而驰。例如,光栅图案的图像会引起强烈的伽马振荡,但云或自然景观的图像不会。为什么会发生这种情况在很大程度上仍然不为人知。

作者得出结论,这些光栅图案最有可能诱发癫痫发作,他们提出了各种方法来调整图像,以避免在大脑中产生伽马振荡。

“通过减小光栅[图案]的尺寸,通过降低对比度,通过叠加第二个光栅[图案]以产生格子或棋盘,或者通过叠加噪声,可以降低通过观察光栅引起[感光咬合]的可能性。正弦波和方波光栅都具有煽动性,而单独的色彩对比[……]则不然。”

该研究的合著者、纽约大学的乔纳森·韦纳沃进一步解释了这一发现:

“我们在这个提议中的区别是,触发光敏癫痫的图像和正常大脑活动之间的联系是特定于g amma振荡的,而不是其他形式或神经元反应,如动作电位的总速率,”Winawer说。

赫尔墨斯和他的同事们目前正在进行研究,将进一步调查光敏性癫痫患者和非光敏性癫痫患者的大脑模式。此外,他们正在创建一个模型,有望预测哪些自然场景更有可能诱发伽马振荡和癫痫发作。

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