Functional Brain Network Analysis Using Electroencephalography In Late-onset Lennox–Gastaut Syndrome

Abstract

목적: 우리는 이 연구를 통하여 후기 발병 레녹스-가스토 증후군 환자들의 인지 예후를 조기 발병 레녹스-가스토 증후군과 비교하여 탐색하고 기능적 뇌 그물망 속성을 분석하고자 하였다. 방법: 본 연구에서 후기 발병 레녹스-가스토 증후군은 8세 이후 진단받는 경우로 정의되었다. 후기 발병 환자 9명과 조기 발병 환자 11명의 의무 기록을 비교 검토하고, 그래프 이론을 이용하여 뇌파를 통한 기능적 뇌 연결성 분석을 하였다. 기능적 뇌 그물망의 척도인 집단화 계수와 특성 경로 길이를 평가하였는데, 이는 각각 국소 분리 및 전체 통합을 나타내는 기능적 뇌 그물망의 공통 기본 척도이며 인지 기능을 설명하는데 사용할 수 있다. 결과: 델타 대역을 제외한 모든 주파수 대역에서 후기 발병군에서 인지 구성 요소의 집단화 계수 중앙값이 더 높게 관찰되었으며, 알파 대역 (p=0.045) 및 베타 대역 (p< 0.001) 에서 유의한 차이가 발견되었다. 특성 경로 길이 중앙값은 베타 대역에서만 후기 발병 그룹에서 더 낮았으며 통계적 유의성은 없었다. 발달 지수의 중앙값은 후기 발병군이 65.0 (48.5-87.0), 조기 발병군이 56.0 (33.0-74.0) 이었다 (p=0.384). 결론: 국소 연결성을 나타내는 집단화 계수는 후기 발병군에서 더 높게 나타났으며, 알파와 베타 주파수 대역에서 유의미한 차이를 보여 양호한 기능 경과를 뒷받침하였다. 향후 연구에서 이를 확대하여 환자수와 뇌 매개변수를 추가 분석하고, 여러 관련 요인의 영향을 최소화함으로써 연령에 따른 레녹스-가스토 증후군 그룹 간의 기능적 뇌 그물망과 인지 기능 간의 상관 관계에 대해 밝혀볼 수 있겠다.

Purpose: We aimed to explore the functional outcomes of patients with late-onset Lennox–Gastaut syndrome (LGS) in comparison with early-onset LGS and analyse the corresponding functional network properties. Methods: Late-onset LGS was defined by the appearance of features of LGS after 8 years of age. We compared the medical charts of nine and 11 patients with late- and early-onset LGS, and performed electroencephalography connectivity analysis using graph theory. We assessed the clustering coefficient (CC) and characteristic path length (CPL), which are common basic measures of functional networks that represent local segregation and global integration, respectively, and can be used to describe cognitive function. Results: The late-onset group showed higher median CC values for the cognitive components in all frequency bands except the delta band, with significant differences in the alpha (p = 0.045) and beta (p < 0.001) bands. The median CPL value was lower in the late-onset group only in the beta band, with no statistical significance. The median developmental quotient (DQ) was 65.0 (48.5-87.0) in the late-onset group and 56.0 (33.0-74.0) in the early-onset group (p = 0.384). Conclusions: CC, which represented local connectivity, was higher in the late-onset LGS group, and showed significant differences in the alpha and beta frequency bands, supporting favourable functional function. Future studies should aim to reveal the correlation between functional networks and cognitive function among LGS groups according to age by analysing various brain parameters and minimising the influence of various clinical and treatment-related factors in a larger number of patients.