癫痫发作就像大脑中的风暴——异常电活动的突然爆发，会导致运动、行为、感觉和意识的紊乱。对于癫痫患者来说，不知道下一次癫痫发作的时间会使他们心理衰弱。加州大学旧金山分校(University of California, San Francisco)的神经学家维克拉姆·拉奥(Vikram Rao)说，临床医生没有办法告诉癫痫患者5分钟后、5周后还是5个月后会发作。“这让人们处于一种隐现的不确定状态。”

尽管癫痫发作具有明显的不可预测性，但它们实际上可能不是随机事件。与癫痫相关的周期性模式可以追溯到古代，当时人们认为癫痫发作与月亮的盈亏有关。虽然这种特殊的联系尚未得到明确证实，但科学家们已经确定了癫痫发作相关的大脑活动模式。研究表明，癫痫发作的可能性更大在一天中的特定时段这表明睡眠与睡眠周期或昼夜节律有关。

2018年，Rao和他的同事报告了发现长期癫痫发作相关的脑节律——最常见的是在20- 30天范围内——他们称之为“多天节律”(多天)。通过检查大脑活动的这些节律，该小组现在已经证明，癫痫发作可以提前24小时预测，有些患者甚至可以提前3天预测。他们的研究结果发表在12月17日的《科学》杂志上《柳叶刀神经病学,提高最终为癫痫患者提供癫痫发作预测的可能性，可以提前几天预测癫痫发作的可能性。

在他们最新的研究中，Rao的小组对一项为期九年的临床试验中收集的数据进行了回顾性分析，这些试验的参与者使用了美国食品和药物管理局批准的植入神经刺激设备NeuroPace，该设备使用一种脑电图仪(EEG)来监测癫痫发作和发作间期癫痫样放电(癫痫发作之间发生的大脑活动的病理性峰值)。(该研究的作者之一托马斯·程(Thomas Tcheng)是NeuroPace临床前研究的高级主管。)

利用发作间期癫痫样放电和过去癫痫发作的时间数据，该团队开发了一个计算模型，可以估计患者在随后的几小时或几天内是否有癫痫发作的风险。瑞士伯尔尼大学的癫痫学家、该研究的合著者马克西姆•波特解释说，研究人员并没有试图预测下一次癫痫发作的确切时间，而是确定在给定时间段内癫痫发作的概率——类似于天气预报提供某一天下雨或晴天可能性的百分比。

当研究人员将他们的预测与18名参与者癫痫发作的实际发生情况进行比较时，他们发现其中15人(83%)的算法在提前24小时预测癫痫发作方面表现得比随机预测更好。在其中两名患者(11%)中，它能够提前三天预测癫痫发作。为了进一步验证该模型，研究小组将其应用于另一个有157名参与者的更大的数据集——这一次，评估该算法是否可以预测自我报告的癫痫发作，这是临床评估的主要工具。研究人员发现，它可以预测103名参与者(66%)在24小时内的癫痫发作，61名参与者(39%)可以预测三天前的癫痫发作。一般来说，当大脑活动的昼夜周期和多昼夜周期接近峰值时，癫痫发作的几率最高。

“之前的工作主要集中在提前几秒、几分钟甚至几小时预测。这个小组在多日周期研究的基础上[引入]了多日预测器，”耶鲁大学计算神经生理学教授希滕·扎韦里(Hitten Zaveri)说，他没有参与这项研究。“(这项研究)显然做得很好，有良好的数据和良好的观察。”

在较长时间内进行预测可以为癫痫患者提供重大益处。癫痫基金会首席医疗和创新官、纽约大学神经学教授杰奎琳·弗兰奇(Jacqueline French)说，最大的优势之一是它可以帮助纠正现有治疗方法的不足。她没有参与这项研究。用于预防癫痫发作的一种主要疗法是苯二氮平类药物，它的主要问题是，如果持续服用，它们就会失去疗效。(长期服用也会导致上瘾。)弗兰奇说，将药物的摄入量限制在癫痫发作高风险的日子，可以使其更有效。Rao指出，癫痫发作预测还可以提高NeuroPace等设备的疗效，该设备可以监测大脑活动，并在癫痫发作即将发生时发出电脉冲，以试图阻止癫痫发作。

然而，对一些人来说，癫痫发作的预测可能更令人沮丧，而不是有用。“如果我告诉你明天有90%的可能性下雨，而你带了把伞，结果没有下雨，你可能会因为不得不带伞而沮丧。或者相反，如果我告诉你明天下雨的概率是5%，而你穿着短裤出门，结果下雨了，你可能会对我不高兴，”Rao说。Rao补充说，这种困境是前瞻性试验——参与者被及时跟踪(而不是对之前收集的数据进行分析)——将是有益的原因之一。这样的研究不仅提供了更有力的证据，表明癫痫发作预测确实可行，研究人员还能够评估参与者如何实际使用这些信息。迄今为止，只有一项关于癫痫发作咨询系统的前瞻性研究进行了NeuroVista试验这表明，提前几分钟预测癫痫发作的可能性是可能的。

Rao和Baud预测技术的一个关键限制是，它需要大脑植入物来记录神经活动。但是波特认为，用于产生这些预测的癫痫发作间期放电可以通过将脑电图电极放置在头皮下(头皮下脑电图)这种侵入性较小的方法来检测。接下来的一个步骤是尝试使用这种方法来生成癫痫发作预测。

其他研究小组正在研究完全不同的方法来预测这类癫痫发作。澳大利亚墨尔本大学(University of Melbourne)的研究员菲利帕·卡洛里(Philippa Karoly)和她的同事发现，心率的多日周期也与患者癫痫发作有关。(这些结果卡罗利说:“我们相信，我们不仅可以从大脑，还可以从心脏和其他生理方面测量这些潜在的生物周期，这些生理方面也受到驱动大脑周期的相同触发因素的影响。”

癫痫发作预测的前景可能会改变临床实践。然而，关键问题仍然没有解决，比如为什么癫痫患者的大脑活动存在多日周期。科学家推测，波动的激素可能发挥了作用，或者它们可能与癫痫相关的大脑潜在的破坏有关。也有可能多日节律，如昼夜节律，是每个大脑运作的一个方面。“这是一个尚未得到回答的非常重要的问题，”波特说。