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Epilepsie ist eine dynamische Krankheit [1], die sich in vielerlei Hinsicht manifestiert, einschließlich als organisierte Muster der Gehirnspannungsaktivität während eines Anfalls. Im Allgemeinen kann die Epilepsie eines Patienten durch etablierte klinische und bildgebende Verfahren klassifiziert werden, und auf der Grundlage der Klassifizierung kann eine Behandlungsstrategie entwickelt werden [2]. Obwohl die pharmakologische und chirurgische Behandlung von Epilepsie oft erfolgreich ist, sind die genauen Mechanismen, die zu verschiedenen Arten von Epilepsie führen und einen Anfall erzeugen, noch weitgehend unbekannt; Häufige vorgeschlagene biologische Mechanismen umfassen veränderte Wechselwirkungen zwischen erregenden und hemmenden Neuronen [3, 4] und Hypererreziation [5]. Obwohl die zugrunde liegenden Mechanismen, die den Anfall initiieren und unterstützen, sehr unterschiedlich sein können [6], bleiben einige Manifestationen des Anfalls stereotyp, einschließlich klinischer Symptome und Spannungsdynamik [2]. Für menschliche Patienten besteht eine der häufigsten Beobachtungen der Gehirnaktivität während des Anfalls aus chronischen Spannungsaufzeichnungen. Diese invasiven oder nichtinvasiven Beobachtungen liefern detaillierte raumzeitliche Informationen über die In-vivo-Spannungsdynamik spontaner Anfälle. Invasive LFP-Aufnahmen (Local Field Potential) bieten eine feine räumliche Auflösung der Hirnspannungsaktivität während des Anfalls und haben kürzlich zu neuen Erkenntnissen geführt [7–9]. (a) Wellenprofil, das aus dem ursprünglichen Modell ohne Hemmung gewonnen wird (g`ei=0, g`ie=0 und g`ii=0). Die verwendeten Parameter sind : 25/s, n = 2,5/s, – = 5, 5, 52 m und ke = 0,14. Die Depression der Aktivität erreicht etwa -0,5 und wird von einem kleinen Nachhall der Aktivität gefolgt. b) Im aktualisierten Modell erhaltenes Wellenprofil, das hemmungsbelang ist (g ei=1, g ie=1, g ii=1). Die Welle hat ein glatteres Profil und die Depression der Aktivität erreicht nicht -0,5.

Die Breite der Welle wird im Vergleich zu den 3000 m (a) auf ca. 1800 m reduziert. (c) Mit den Parametern von (b) erhalten wir die Wellenausbreitung. Wir haben uns hier auf die Analyse der beobachteten LFP-Flugzeugwellen in der Nähe der Beschlagnahmung konzentriert. Reiche raumzeitliche Muster tauchten auch in den klinischen LFP-Daten während des gesamten Anfalls auf (und vielleicht in anderen funktionellen Zuständen, wie Schlaf) und erfordern ein erweitertes zweidimensionales Modell für die Charakterisierung. Zum Beispiel stellen wir fest, dass nahe anfallende komplexe raumzeitliche Muster entstehen, ohne offensichtliche Reisewellendynamik. Die Mechanismen, die den Übergang von dieser unorganisierten raumzeitlichen Dynamik zu organisierteren Reisewellen steuern, bleiben unbekannt.