Abstract Probabilistic atlases of neuroanatomy are more representative of population anatomy than single brain atlases. They allow anatomical labeling of the results of group studies in stereotaxic space, automated anatomical labeling of individual brain imaging datasets, and the statistical assessment of normal ranges for structure volumes and extents. No such manually constructed atlas is currently available for the frequently studied group of young adults. We studied 20 normal subjects (10 women, median age 31 years) with high‐resolution magnetic resonance imaging (MRI) scanning. Images were nonuniformity corrected and reoriented along both the anterior‐posterior commissure (AC–PC) line horizontally and the midsagittal plane sagittally. Building on our previous work, we have expanded and refined existing algorithms for the subdivision of MRI datasets into anatomical structures. The resulting algorithm is presented in the Appendix . Forty‐nine structures were interactively defined as three‐dimensional volumes‐of‐interest (VOIs). The resulting 20 individual atlases were spatially transformed (normalized) into standard stereotaxic space, using SPM99 software and the MNI/ICBM 152 template. We evaluated volume data for all structures both in native space and after spatial normalization, and used the normalized superimposed atlases to create a maximum probability map in stereotaxic space, which retains quantitative information regarding inter‐subject variability. Its potential applications range from the automatic labeling of new scans to the detection of anatomical abnormalities in patients. Further data can be extracted from the atlas for the detailed analysis of individual structures. Hum. Brain Mapping 19:224–247,2003. ©2003 Wiley‐Liss,Inc.

Functional lateralization is a feature of human brain function, most apparent in the typical left-hemisphere specialization for language. A number of anatomical and imaging studies have examined whether structural asymmetries underlie this functional lateralization. We combined functional MRI (fMRI) and diffusion-weighted imaging (DWI) with tractography to study 10 healthy right-handed subjects. Three language fMRI paradigms were used to define language-related regions in inferior frontal and superior temporal regions. A probabilistic tractography technique was then employed to delineate the connections of these functionally defined regions. We demonstrated consistent connections between Broca's and Wernicke's areas along the superior longitudinal fasciculus bilaterally but more extensive fronto-temporal connectivity on the left than the right. Both tract volumes and mean fractional anisotropy (FA) were significantly greater on the left than the right. We also demonstrated a correlation between measures of structure and function, with subjects with more lateralized fMRI activation having a more highly lateralized mean FA of their connections. These structural asymmetries are in keeping with the lateralization of language function and indicate the major structural connections underlying this function.

Neurotransmitter receptors support the propagation of signals in the human brain. How receptor systems are situated within macro-scale neuroanatomy and how they shape emergent function remain poorly understood, and there exists no comprehensive atlas of receptors. Here we collate positron emission tomography data from more than 1,200 healthy individuals to construct a whole-brain three-dimensional normative atlas of 19 receptors and transporters across nine different neurotransmitter systems. We found that receptor profiles align with structural connectivity and mediate function, including neurophysiological oscillatory dynamics and resting-state hemodynamic functional connectivity. Using the Neurosynth cognitive atlas, we uncovered a topographic gradient of overlapping receptor distributions that separates extrinsic and intrinsic psychological processes. Finally, we found both expected and novel associations between receptor distributions and cortical abnormality patterns across 13 disorders. We replicated all findings in an independently collected autoradiography dataset. This work demonstrates how chemoarchitecture shapes brain structure and function, providing a new direction for studying multi-scale brain organization.

Abstract Neurotransmitter receptors support the propagation of signals in the human brain. How receptor systems are situated within macroscale neuroanatomy and how they shape emergent function remains poorly understood, and there exists no comprehensive atlas of receptors. Here we collate positron emission tomography data from >1 200 healthy individuals to construct a whole-brain 3-D normative atlas of 19 receptors and transporters across 9 different neurotransmitter systems. We find that receptor profiles align with structural connectivity and mediate function, including neurophysiological oscillatory dynamics and resting state hemodynamic functional connectivity. Using the Neurosynth cognitive atlas, we uncover a topographic gradient of overlapping receptor distributions that separates extrinsic and intrinsic psychological processes. Finally, we find both expected and novel associations between receptor distributions and cortical thinning patterns across 13 disorders. We replicate all findings in an independently collected autoradiography dataset. This work demonstrates how chemoarchitecture shapes brain structure and function, providing a new direction for studying multi-scale brain organization.

Background Juvenile myoclonic epilepsy (JME) is associated with cortical thinning of the motor areas. The relative contribution of antiseizure medication to cortical thickness is unknown. We aimed to investigate how valproate influences the cortical morphology of JME. Methods In this cross-sectional study, individuals with JME with and without valproate, with temporal lobe epilepsy (TLE) with valproate and controls were selected through propensity score matching. Participants underwent T1-weighted brain imaging and vertex-wise calculation of cortical thickness. Results We matched 36 individuals with JME on valproate with 36 individuals with JME without valproate, 36 controls and 19 individuals with TLE on valproate. JME on valproate showed thinning of the precentral gyri (left and right, p<0.001) compared with controls and thinning of the left precentral gyrus when compared with JME not on valproate (p<0.01) or to TLE on valproate (p<0.001). Valproate dose correlated negatively with the thickness of the precentral gyri, postcentral gyri and superior frontal gyrus in JME (left and right p<0.0001), but not in TLE. Conclusions Valproate was associated with JME-specific and dose-dependent thinning of the cortical motor regions. This suggests that valproate is a key modulator of cortical morphology in JME, an effect that may underlie its high efficacy in this syndrome.

Abstract For >30 years, the Eilat Conference on New Antiepileptic Drugs and Devices has provided a forum for the discussion of advances in the development of new therapies for seizures and epilepsy. The EILAT XVII conference took place in Madrid, Spain, on May 5–8, 2024. Participants included basic scientists and clinical investigators from industry and academia, other health care professionals, and representatives from lay organizations. We summarize in this article information on treatments in preclinical and in early clinical development discussed at the conference. These include AMT‐260, a gene therapy designed to downregulate the expression of Glu2K subunits of kainate receptors, in development for the treatment of drug‐resistant seizures associated with mesial temporal sclerosis; BHV‐7000, a selective activator of heteromeric Kv7.2/7.3 potassium channels, in development for the treatment of focal epilepsy; ETX101, a recombinant adeno‐associated virus serotype 9 designed to increase Na V 1.1 channel density in inhibitory γ‐aminobutyric acidergic (GABAergic) neurons, in development for the treatment of SCN1A ‐positive Dravet syndrome; GAO‐3‐02, a compound structurally related to synaptamide, which exerts antiseizure activity at least in part through an action on cannabinoid type 2 receptors; LRP‐661, a structural analogue of cannabidiol, in development for the treatment of seizures associated with Lennox–Gastaut syndrome, Dravet syndrome, and tuberous sclerosis complex; OV329, a selective inactivator of GABA aminotransferase, in development for the treatment of drug‐resistant seizures; PRAX‐628, a functionally selective potent sodium channel modulator with preference for the hyperexcitable state of sodium channels, in development for the treatment of focal seizures; RAP‐219, a selective negative allosteric modulator of transmembrane α‐amino‐3‐hydroxy‐5‐methyl‐4‐isoxazolepropionic acid receptor regulatory protein γ‐8, in development for the treatment of focal seizures; and rozanolixizumab, a humanized anti‐neonatal Fc receptor monoclonal antibody, in development for the treatment of LGI1 autoimmune encephalitis. Treatments in more advanced development are summarized in Part II of this report.

Abstract Objective Amygdala enlargement can occur in temporal lobe epilepsy, and increased amygdala volume is also reported in sudden unexpected death in epilepsy (SUDEP). Apnea can be induced by amygdala stimulation, and postconvulsive central apnea (PCCA) and generalized seizures are both known SUDEP risk factors. Neurite orientation dispersion and density imaging (NODDI) has recently provided additional information on altered amygdala microstructure in SUDEP. In a series of 24 surgical temporal lobe epilepsy cases, our aim was to quantify amygdala cellular pathology parameters that could predict enlargement, NODDI changes, and ictal respiratory dysfunction. Methods Using whole slide scanning automated quantitative image analysis methods, parallel evaluation of myelin, axons, dendrites, oligodendroglia, microglia, astroglia, neurons, serotonergic networks, mTOR‐pathway activation (pS6) and phosphorylated tau (pTau; AT8, AT100, PHF) in amygdala, periamygdala cortex, and white matter regions of interest were compared with preoperative magnetic resonance imaging data on amygdala size, and in 13 cases with NODDI and evidence of ictal‐associated apnea. Results We observed significantly higher glial labeling (Iba1, glial fibrillary acidic protein, Olig2) in amygdala regions compared to cortex and a strong positive correlation between Olig2 and Iba1 in the amygdala. Larger amygdala volumes correlated with lower microtubule‐associated protein (MAP2), whereas higher NODDI orientation dispersion index correlated with lower Olig2 cell densities. In the three cases with recorded PCCA, higher MAP2 and pS6‐235 expression was noted than in those without. pTau did not correlate with SUDEP risk factors, including seizure frequency. Significance Histological quantitation of amygdala microstructure can shed light on enlargement and diffusion imaging alterations in epilepsy to explore possible mechanisms of amygdala dysfunction, including mTOR pathway activation, that in turn may increase the risk for SUDEP.

Abstract The 17th Eilat Conference on New Antiepileptic Drugs and Devices took place in Madrid, Spain on May 5–8, 2024. As usual, the core part of the conference consisted of presentations on investigational drugs at various stages of development for epilepsy‐related indications. Summaries of information on compounds in preclinical or early clinical development are included in an accompanying publication (Part I). In this article, we provide summaries for five compounds in more advanced clinical development, i.e. compounds for which some information on antiseizure activity in individuals with epilepsy is available. These investigational treatments include azetukalner (XEN1101), a potent, K V 7.2/7.3‐specific potassium channel opener in development for the treatment of focal seizures, generalized tonic–clonic seizures, and major depressive disorder; bexicaserin (LP352), a selective 5‐HT 2C receptor superagonist in development for the treatment of seizures associated with developmental and epileptic encephalopathies; radiprodil, a selective negative allosteric modulator of NR2B subunit‐containing N‐methyl‐D‐aspartate glutamate receptors, in development for the treatment of seizures and behavior manifestations associated with disorders caused by gain‐of‐function mutations in the GRIN1 , −2A , ‐2B , or ‐2D genes; soticlestat (TAK‐935), a selective inhibitor of cholesterol 24‐hydroxylase in development for the treatment of seizures associated with Dravet syndrome and Lennox–Gastaut syndrome; and STK‐001, an antisense oligonucleotide designed to upregulate Na v 1.1 protein expression and improve outcomes in individuals with Dravet syndrome. The diversity in mechanisms of action of these agents illustrates different approaches being pursued in the discovery of novel treatments for seizures and epilepsy. For two of the compounds discussed in this report (azetukalner and soticlestat), clinical evidence of efficacy has already been obtained in a randomized placebo‐controlled adjunctive‐therapy trial. For the other compounds, adequately powered placebo‐controlled efficacy trials have not been completed to date.