Epilepsy Research Award: Smarter EEGs

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This year’s Research Recognition Award from the Swiss League Against Epilepsy goes to two projects from Geneva and Zurich, both of which are focussing on brain wave measurement. If successful, they could not only improve diagnoses but also treatment options. The award is endowed with a total of CHF 25,000.

The Epilepsy League’s Research Recognition Award has been won by two projects in 2024, both of which aim to improve the evaluation and interpretation of EEGs. The electroencephalogram, or EEG for short, is at the heart of epilepsy diagnostics. It measures brain waves, usually at the surface of the skull, and provides important information, such as whether treatment is necessary after a first epileptic seizure or where in the brain the seizures occur. There is still potential for improvement in prognoses based on EEGs, and the two award-winning projects are exploring this in different ways.

Recognizing patterns more efficiently

Half the prize money goes to Filippo Costa (University of Zurich) and Debora Ledergerber, Ph.D. (Klinik Lengg), both located in Zurich. They are researching «Neuromorphic real-time detection of patient-specific epileptiform patterns».

Neuromorphic computing is an approach that involves designing software modelled on the human brain. The research team has already succeeded in developing an algorithm which can recognize epilepsy signals in an EEG and record them in a highly compressed form. Now they want to develop it further so it can be used over periods of several hours during cognition tests and epilepsy monitoring. The algorithm signals can be displayed in real time, so experienced epileptologists can continuously monitor and improve the results.

In the medium term it is conceivable that the algorithm could be used with implantable electrodes for long-term monitoring. Feedback from the device could then be used to tailor individual treatments more precisely and give treating physicians the opportunity to quantify the epileptiform patterns over a longer period.

"If the algorithm gives feedback in real time over several hours, or with an implant even over several months of EEG recording, then one day thanks to this data patients might be able to return to driving sooner, or brain stimulation could be used explicitly when it is needed," says President of the Epilepsy League, Prof. Dr. med. Barbara Tettenborn.

Measuring epilepsy networks individually

Eric Ménétré (Ph.D.) from HUG, the University Hospital of Geneva, wins the other half of the prize money for his project "Development of a pipeline to determine EEG connectivity on an individual level." Previous studies have shown that epileptic networks in the brain can be identified, even in a visually normal EEG, i.e. without a clearly identifiable epileptic focus.

The novelty behind this project lies in the use of these measurements at an individual level. Using existing and new data, the individual brain networks of the examined patients will be computed and visualised. In addition, a self-learning system ("machine learning") could use this information to locate the epilepsy focus.

If the project is successful, EEG connectivity could be routinely analysed in clinical practice in the future. The new tool could not only help to better diagnose and treat epilepsy, but also improve prognoses after a stroke or in cases of dementia. "Perhaps this project is the first step towards precision EEG medicine," comments Barbara Tettenborn.

The awards will be presented on 6 June 2024 in Basel at the Annual Meeting of the Swiss Neurological Society, where the Epilepsy League is the guest society. The award session will be followed by the Epilepsy League’s General Assembly.

Call for applications for 2025 awards

The Research Recognition Award (research grant) from the Swiss League Against Epilepsy totals CHF 25,000. It is awarded annually to researchers working in Switzerland as start-up funding for larger research projects. Applications from researchers carrying out studies on causes of and therapies for epilepsies are especially welcome.

Further information and guidelines: www.epi.ch/research-award

The Epilepsy League will also be accepting applications shortly for the Alfred Hauptmann Award, which comes with prize money of €20,000 and is for the best research publications.

Further information: www.epi.ch/hauptmann-award

Applications are open until 31 December 2024.

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Prix d’encouragement de la recherche sur l’épilepsie : des EEG plus intelligents

Cette année, le Prix d’encouragement de la recherche de la Ligue Suisse contre l’Epilepsie est attribué à deux projets de Genève et de Zurich axés sur la mesure de l’activité cérébrale. S’ils sont couronnés de succès, ils pourraient améliorer les diagnostics, mais également les options thérapeutiques. Le prix est doté de CHF 25 000.- au total.

(Zurich/Bâle) Les deux projets lauréats du Prix d’encouragement de la recherche de la Ligue contre l’Epilepsie 2024 s’intéressent chacun à une meilleure analyse et une meilleure interprétation des EEG. L’électroencéphalogramme (EEG) est une pièce maîtresse du diagnostic de l’épilepsie. Il mesure les ondes cérébrales, généralement au niveau de la boîte crânienne, et livre de précieux renseignements. Il indique par exemple si un traitement est nécessaire après une première crise épileptique, mais aussi où les crises prennent naissance dans le cerveau. Les deux projets examinent, chacun à leur manière, les améliorations potentielles des pronostics basés sur les EEG.

Reconnaître plus efficacement les modèles (patterns)

Une moitié du prix va à Filippo Costa (Université de Zurich) et Debora Ledergerber, Ph.D. (Clinique Lengg) de Zurich, qui s’intéressent à la « Neuromorphic real-time detection of patient-specific epileptiform patterns » (Détection neuromorphique en temps réel de modèles épileptiformes individuels).

L’informatique neuromorphique vise à reproduire le fonctionnement du cerveau humain dans des logiciels. L’équipe de recherche a déjà mis au point un algorithme capable de reconnaître les signaux épileptiques dans l’EEG et de les enregistrer à haute compression. Elle entend à présent le perfectionner afin de pouvoir s’en servir pendant plusieurs heures lors de tests cognitifs et dans le cadre de la surveillance de l’épilepsie. Les signaux de l’algorithme peuvent être affichés en temps réel, ce qui permet aux épileptologues expérimentés de contrôler et d’améliorer les résultats en permanence.

A moyen terme, l’algorithme pourrait être utilisé avec des électrodes implantables pour une surveillance en continu. Les retours d’informations du dispositif permettraient alors des traitements personnalisés plus précis et une quantification sur une longue période des modèles épileptiformes par les médecins traitants.

« Si l’algorithme fournit un feedback en temps réel sur plusieurs heures, voire sur des mois d’enregistrement EEG avec un implant, il se peut qu’un jour, sur la base de ces données, les patientes et patients soient en mesure de reprendre la conduite plus tôt ou qu’une stimulation cérébrale soit activée précisément en fonction des besoins », explique la présidente de la Ligue contre l’Epilepsie, Prof. Barbara Tettenborn.

Mesurer individuellement les réseaux épileptiques

L’autre moitié du prix va à Eric Ménétré (Ph.D.), des Hôpitaux universitaires de Genève (HUG), pour son projet « Development of a pipeline to determine EEG connectivity on an individual level » (Développement d’un pipeline logiciel pour déterminer la connectivité EEG au niveau individuel). Les études menées jusqu’à présent ont montré que même un EEG visuellement normal, c’est-à-dire sans foyer épileptique manifeste, permet de détecter les réseaux épileptiques.

La nouveauté du projet réside dans l’utilisation de ces mesures au niveau individuel. Les réseaux cérébraux individuels des patientes et patients examinés sont calculés et visualisés grâce à des données existantes et nouvelles. Un système d’apprentissage automatique (« machine learning ») pourrait en outre localiser ainsi le foyer épileptique.

En cas de succès, la connectivité EEG pourrait à l’avenir être analysée de manière routinière dans la pratique clinique. Ce nouvel outil est susceptible d’améliorer non seulement le diagnostic et le traitement des épilepsies, mais aussi les pronostics après un AVC ou en cas de démence. « Ce projet pourrait être le premier pas vers la médecine personnalisée par EEG », commente Barbara Tettenborn.

Les prix seront remis le 6 juin 2024 à Bâle dans le cadre de la réunion annuelle de la Société Suisse de Neurologie, auquel la Ligue contre l’Epilepsie participe en tant que société invitée. L’assemblée générale de la Ligue contre l’Epilepsie aura lieu dans la foulée.

Nouvel appel à candidatures

Le Prix d’encouragement de la recherche de la Ligue Suisse contre l’Epilepsie, doté de CHF 25 000.–, est de nouveau mis au concours pour 2025. Il est attribué chaque année à des scientifiques travaillant en Suisse pour le financement initial de projets de recherche. Il encourage en particulier l’étude des causes et des traitements de l’épilepsie.

Plus d’informations et règlement : www.epi.ch/fr/recherche/prix-dencouragement-de-la-recherche/mise-au-concours/

La ligue devrait également accepter les candidatures pour le Prix Alfred Hauptmann, qui récompense les meilleurs travaux scientifiques avec un total de € 20 000.–.

Plus d’informations : www.epi.ch/fr/prix-alfred-hauptmann

L’appel à candidatures est ouvert jusqu’au 31 décembre 2024.

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Epilepsie-Forschungspreis: Schlauere EEGs

Der diesjährige Forschungs-Förderungspreis der Schweizerischen Epilepsie-Liga geht an zwei Projekte aus Genf und Zürich, die sich beide mit der Hirnstrommessung befassen. Im Erfolgsfall könnten sie neben den Diagnosen auch die Behandlungsmöglichkeiten verbessern. Der Preis ist insgesamt mit CHF 25'000 dotiert.

(Zürich) Im Forschungs-Förderungspreis der Epilepsie-Liga 2024 geht es zweimal um bessere Auswertung und Interpretation von EEGs. Das Elektroenzephalogramm, kurz EEG genannt, ist ein Herzstück der Epilepsie-Diagnostik. Es misst die Hirnströme meist an der Schädeldecke und liefert wichtige Hinweise, beispielsweise ob nach einem erstmaligen epileptischen Anfall eine Behandlung notwendig ist oder wo im Gehirn die Anfälle entstehen. Für die Prognosen anhand von EEGs besteht noch Verbesserungspotential, das beide Projekte auf unterschiedliche Weise erkunden.

Muster effizienter erkennen

Die eine Hälfte des Preises geht an Filippo Costa (Universität Zürich) und Debora Ledergerber, Ph.D. (Klinik Lengg) aus Zürich. Sie befassen sich mit «Neuromorphic real-time detection of patient-specific epileptiform patterns» (Neuromorphe Echtzeit-Erkennung von individuellen epileptiformen Mustern).

Im «Neuromorphic Computing» geht es darum, Software nach dem Vorbild des menschlichen Gehirns zu gestalten. Dem Forschungsteam ist es bereits gelungen, einen Algorithmus zu entwickeln, der Epilepsiesignale im EEG erkennt und hochkomprimiert aufzeichnen kann. Nun wollen sie ihn weiterentwickeln, so dass er sich auch über mehrere Stunden während Kognitionstests und im Epilepsiemonitoring einsetzen lässt. Die Signale des Algorithmus können in Echtzeit dargestellt werden, so dass erfahrene Epileptolog*innen die Ergebnisse laufend überprüfen und verbessern können.

Mittelfristig ist denkbar, den Algorithmus mit implantierbaren Elektroden zum Dauer-Monitoring zu verwenden. Rückmeldungen des Geräts könnten dann individuelle Behandlungen präziser machen und behandelnden Ärzt*innen die Möglichkeit geben, die epileptiformen Muster über längere Zeit zu quantifizieren.

«Wenn der Algorithmus über mehrere Stunden oder mit einem Implantat sogar über Monate EEG-Aufzeichnung Feedback in Echtzeit gibt, könnten Patient*innen anhand dieser Daten eines Tages zum Beispiel vielleicht früher wieder Auto fahren, oder eine Hirnstimulation kann explizit bei Bedarf aktiv sein», sagt die Präsidentin der Epilepsie-Liga, Prof. Dr. med. Barbara Tettenborn.

Epilepsie-Netzwerke individuell messen

Eric Ménétré (Ph.D.) vom HUG, dem Universitätsspital in Genf, gewinnt die andere Hälfte der Preissumme für sein Projekt «Development of a pipeline to determine EEG connectivity on an individual level» (Entwicklung einer Software-Pipeline zur Bestimmung der EEG-Konnektivität auf individueller Ebene). Bisherige Studien haben gezeigt, dass epileptische Netzwerke im Gehirn auch in einem visuell normalen EEG erkannt werden können, also ohne einen eindeutigen Epilepsieherd.

Neu an dem Projekt ist der Einsatz dieser Messungen auf individueller Ebene. Anhand vorhandener und neuer Daten werden individuelle Hirnnetzwerke der untersuchten Betroffenen berechnet und visualisiert. Zusätzlich könnte ein selbstlernendes System («machine learning») so den Epilepsieherd orten.

Im Erfolgsfall könnte die EEG-Konnektivität in Zukunft in der klinischen Praxis routinemässig analysiert werden. Das neue Tool könnte nicht nur helfen, Epilepsien besser zu diagnostizieren und zu behandeln, sondern Prognosen nach einem Hirnschlag oder bei Demenzen verbessern. «Vielleicht bedeutet dieses Projekt den ersten Schritt zur EEG-Präzisionsmedizin», kommentiert Barbara Tettenborn.

Die Preise werden am 6. Juni 2024 in Basel im Rahmen der Tagung der Schweizerischen Neurologischen Gesellschaft verliehen, wo die Epilepsie-Liga Gastgesellschaft ist. Anschliessend findet die Mitgliederversammlung der Epilepsie-Liga statt.

Ausschreibungen für 2025

Der Forschungsförderungspreis der Schweizerischen Epilepsie-Liga in Höhe von CHF 25‘000 wird für 2025 wieder ausgeschrieben. Er wird jährlich in der Schweiz tätigen Wissenschaftlern als Anschubfinanzierung für Forschungsvorhaben vergeben. Insbesondere soll die Erforschung von Ursachen und Behandlungen der Epilepsie gefördert werden.

Weitere Informationen und Richtlinien: www.epi.ch/forschungsfoerderung

Voraussichtlich nimmt die Liga ausserdem Bewerbungen für den Alfred-Hauptmann-Preis entgegen, der die besten wissenschaftlichen Arbeiten mit insgesamt €20'000 auszeichnet.

Weitere Informationen: www.epi.ch/hauptmannpreis

Die Ausschreibungen laufen bis zum 31. Dezember 2024.