Seizure generation is thought to be a process driven by epileptogenic networks; thus, network analysis tools can help determine the efficacy of epilepsy treatment. Studies have suggested that low-frequency (LF) to high-frequency (HF) cross-frequency coupling (CFC) is a useful biomarker for localizing epileptogenic tissues. However, it remains unclear whether the LF or HF coordinated CFC network hubs are more critical in determining the treatment outcome. We hypothesize that HF hubs are primarily responsible for seizure dynamics. Stereo-electroencephalography (SEEG) recordings of 36 seizures from 16 intractable epilepsy patients were analyzed. We propose a new approach to model the temporal-spatial-spectral dynamics of CFC networks. Graph measures are then used to characterize the HF and LF hubs. In the patient group with Engel Class (EC) I outcome, the strength of HF hubs was significantly higher inside the resected regions during the early and middle stages of seizure, while such a significant difference was not observed in the EC III group and only for the early stage in the EC II group. For the LF hubs, a significant difference was identified at the late stage and only in the EC I group. Our findings suggest that HF hubs increase at early and middle stages of the ictal interval while LF hubs increase activity at the late stages. In addition, HF hubs can predict treatment outcomes more precisely, compared to the LF hubs of the CFC network. The proposed method promises to identify more accurate targets for surgical interventions or neuromodulation therapies.

中文翻译：

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发作期交叉频率耦合网络的高频中心预测癫痫患者的手术结果

癫痫发作被认为是由致癫痫网络驱动的过程。因此，网络分析工具可以帮助确定癫痫治疗的疗效。研究表明，低频 (LF) 到高频 (HF) 的交叉频率耦合 (CFC) 是定位致癫痫组织的有用生物标志物。然而，目前尚不清楚 LF 或 HF 协调的 CFC 网络集线器在确定治疗结果方面是否更为关键。我们假设 HF 集线器主要负责癫痫发作动态。分析了来自 16 名顽固性癫痫患者的 36 次癫痫发作的立体脑电图 (SEEG) 记录。我们提出了一种新方法来模拟 CFC 网络的时空光谱动态。然后使用图形测量来表征 HF 和 LF 集线器。在具有 Engel Class (EC) I 结果的患者组中，在癫痫发作的早期和中期阶段，切除区域内 HF 枢纽的强度显着更高，而在 EC III 组中没有观察到这种显着差异，仅在 EC II 组的早期观察到这种显着差异。对于 LF 集线器，在后期阶段发现了显着差异，并且仅在 EC I 组中。我们的研究结果表明，HF 中心在发作间隔的早期和中期增加，而 LF 中心在后期增加活动。此外，与 CFC 网络的 LF 集线器相比，HF 集线器可以更准确地预测治疗结果。所提出的方法有望为手术干预或神经调节疗法确定更准确的目标。而这种显着差异在 EC III 组中没有观察到，仅在 EC II 组的早期观察到。对于 LF 集线器，在后期阶段发现了显着差异，并且仅在 EC I 组中。我们的研究结果表明，HF 中心在发作间隔的早期和中期增加，而 LF 中心在后期增加活动。此外，与 CFC 网络的 LF 集线器相比，HF 集线器可以更准确地预测治疗结果。所提出的方法有望为手术干预或神经调节疗法确定更准确的目标。而这种显着差异在 EC III 组中没有观察到，仅在 EC II 组的早期观察到。对于 LF 集线器，在后期阶段发现了显着差异，并且仅在 EC I 组中。我们的研究结果表明，HF 中心在发作间隔的早期和中期增加，而 LF 中心在后期增加活动。此外，与 CFC 网络的 LF 集线器相比，HF 集线器可以更准确地预测治疗结果。所提出的方法有望为手术干预或神经调节疗法确定更准确的目标。我们的研究结果表明，HF 中心在发作间隔的早期和中期增加，而 LF 中心在后期增加活动。此外，与 CFC 网络的 LF 集线器相比，HF 集线器可以更准确地预测治疗结果。所提出的方法有望为手术干预或神经调节疗法确定更准确的目标。我们的研究结果表明，HF 中心在发作间隔的早期和中期增加，而 LF 中心在后期增加活动。此外，与 CFC 网络的 LF 集线器相比，HF 集线器可以更准确地预测治疗结果。所提出的方法有望为手术干预或神经调节疗法确定更准确的目标。