Multimodal mapping of language areas in drug-resistant epilepsy: a comparative fMRI and Stereo-EEG study

L’epilessia farmacoresistente è una malattia neurologica cronica caratterizzata da crisi ricorrenti, che non vengono risolte grazie al trattamento farmacologico. La resezione chirurgica della zona epilettogena, tuttavia, si è dimostrata efficace nel permettere il raggiungimento della remissione delle crisi epilettiche. È necessaria un’attenta pianificazione prechirurgica per individuare in modo preciso la lateralizzazione e la localizzazione delle aree del linguaggio, allo scopo di evitare che esse siano danneggiate o rimosse durante la procedura chirurgica. Questo studio intende indagare se la risonanza magnetica funzionale (fMRI) sia affidabile nel predire l’esatta localizzazione delle aree linguistiche. A tale scopo, cinque pazienti con epilessia farmacoresistente sono stati sottoposti a procedure di mapping multimodale delle aree linguistiche, tramite l’esecuzione degli stessi compiti linguistici (comprensione orale e denominazione visiva) sia durante la risonanza magnetica funzionale, sia durante le stimolazioni elettriche intracerebrali. I punti di stimolazione che hanno permesso di ottenere un significativo deficit linguistico durante le stimolazioni intracraniche a frequenze intermedie sono stati comparati alle aree di attivazione funzionale durante fMRI. I risultati indicano che la fMRI sia affidabile nel determinare la lateralizzazione delle cortecce linguistiche, ma non nell’individuare la loro localizzazione: infatti, le aree di attivazione funzionale non sempre coincidevano con la localizzazione delle porzioni di corteccia che avevano dato esiti positivi durante le stimolazioni intracraniche. Sono necessari ulteriori studi per determinare possibili variabili confondenti che possano aver influenzato la risposta emodinamica relativa ai processi linguistici.

Drug-resistant epilepsy (DRE) is a chronic neurological disease characterised by recurrent seizures, in which pharmacological treatment is ineffective in determining seizure freedom. Surgical resection of the epileptogenic zone, however, was proven to be effective in achieving seizure remission. Attentive pre-surgical planning is necessary to precisely lateralize and locate all language areas, ensuring that they are not damaged or removed during the surgical procedure. The present study aims to investigate whether functional magnetic resonance imaging (fMRI) is a reliable method for predicting the exact location of eloquent areas. For this purpose, 5 DRE patients underwent multimodal mapping of eloquent areas by performing the same language tasks (i.e., oral comprehension and visual naming), which were adapted to be employed both as fMRI tasks and during Intracerebral Electrical Stimulations (IES). The position of stimulation sites that yielded significant language deficits during Intermediate Frequency Stimulations (IFS) was spatially compared with areas of fMRI activation.  Results indicate that fMRI is reliable for the lateralisation of eloquent cortices, but not always for their localisation: indeed, fMRI activation areas did not always coincide with the location of stimulation sites that evoked positive responses. Further research is needed to investigate possible confounding variables that might influence language-related hemodynamic response.