脑电图方法用于提取脑功能障碍的生物标志物。重点是在 CUed GO/NOGO 任务中记录的多通道事件相关电位 (ERP)。非脑伪影得到纠正,ERP与规范数据进行比较。示例涉及多动症诊断和药物反应预测的生物标志物。
神经精神病学诊断,如多动症是基于主观的方法,如采访,评级尺度和观察。需要更多的基于大脑的补充剂。兴奋剂药物是多动症最常见的治疗方法。临床上有用的反应预测器迄今尚未报告。本文的目的是描述我们应用的基于脑电图的方法,以提取脑功能障碍的潜在生物标志物。示例涉及小儿多动症的生物标志物和药物响应预测。主要重点是事件相关潜力 (ERP)。
在 3 分钟睁开眼睛的任务、3 分钟闭眼任务和 20 分钟视觉 GO/NOGO 任务 (VCPT) 期间,将记录 19 个通道 EEG。在此任务期间记录 ERP。ERP协议的目标是提取假定的大脑功能障碍的生物标志物,从而显著区分患者群体和健康对照组。该协议包括在标准条件和工件校正期间进行记录。ERP 波可用于或转换为潜在组件。患者组的组与对照组进行比较,使情感成分在比较时显示相对较高的效果大小。根据组件空间中的聚类分析选择患者的子组。可以应用治疗程序(如药物、tDCS 或神经反馈协议),并观察与子组治疗相关的组位变化,为临床建议奠定基础。
所述方法应用于对87名小儿多动症患者的研究。药物反应指数在反应者和非应答者之间差异很大,具有较大且临床上有意义的效果大小(d = 1.84)。在一项正在进行的研究中,将多动症儿童与匹配对照进行比较,有几个变量在患者和对照组之间存在显著差异。全局索引将超过d = .8。这里描述的基于脑电图的方法在临床上可能有意义。
2008年,由NIMH发起的研究领域标准(RDoC)项目1出版,旨在找到一个生物学上有效的理解精神障碍的框架。2013 年,美国食品和药物管理局 (FDA) 批准了首个基于 EEG 的多动症生物标志物,以帮助评估 6 至 17 岁患者的多动症。神经精神病学脑电图评估辅助系统(NEBA)记录脑电图15-20分钟。它基于计算在多动症儿童和青少年中比一般发育中的儿童2高的ta/beta比率。最近的出版物发现,这个比率没有捕获所有多动症3。
临床神经科学的大量出版物表明,认知控制受损是许多精神疾病的常见特征,包括多动症、精神分裂症、抑郁症和OCD44,5。5从理论上讲,认知控制包括假设的操作,使人们能够灵活地适应目标和背景。两种不同类型的认知控制,主动和反应控制,被描述6。我们主要关注认知控制的被动模式。主动认知控制包括工作记忆(即保持感官和运动事件几秒钟)。反应性认知控制包括监测、检测冲突77、88和行动抑制(见评论见9,9、10)。
GO/NOGO范式对认知控制11、12、13、14、15很敏感。11,12,13,14,15GO刺激从大脑区域引起正波动。(P3 GO)。由NOGO刺激引起的前分布正N2和P3 NOGO波与检测冲突和行动抑制16、17、18、19,18,相关16,。19N2波已被理解为抑制行动的指标,但最新研究表明,N2波与频繁的GO刺激和冲突检测20有关。行动抑制与前中央站点的 P3 NOGO 波有关。
N2/P3 二分法可能不正确。有人质疑,ERP波,尤其是那些代表认知控制,是几个来源的总和,可能重叠的位置和时间14,21。14,
为了,解开ERP波的源,使用了15、22、23、24,22,23的盲源分离方法。24在圣彼得堡人脑研究所的研究中,N2d NOGO波已经分解。检测到隐藏组件。这些组件具有不同的地形和功能意义。其中只有一人与14、15、25、26,15,25,26号冲突的侦破有关。在大多数成人多动症研究中,P3 NOGO与匹配,的健康对照组27、28、29、30、31、32,28,29相比较小。30,31,32
当GO/NOGO范式中的ERPs被分析14,15,15时,在认知控制任务期间进行的大脑操作似乎没有正确解释N2/P3二分法。已经使用了几种旨在从ERP波中分离隐藏组件的方法(关于审查,见21)。一些研究对患者群体(如精神分裂症患者29岁)和多动症33岁、34岁的成年人(AICA)使用独立成分分析(ICA),试图在没有诊断的情况下将患者从对照中区分出来。
在(Yeredor,2010年,第25页.75),建议并调整一种新方法,用于ERP。它是一种基于交叉方差矩阵联合对角化过程的盲源分离方法。为了研究在古格/NOGO范式中应用这种方法的这种潜在成分的功能意义,人类大脑研究所的一项研究最近于26日实施。在这项研究中,通过修改cued GO/NOGO任务,独立地操纵了行动抑制操作和冲突检测操作。发现了一个隐藏组件,被认为反映了对冲突的检测。N2样的响应和前地形是该成分35的特征。在需要抑制准备动作的试验中,可以看到中央地形和P3样的反应。
在本出版物中,报告的研究使用了传统的ERP方法。应用ICA,或交叉方差矩阵25(第75页)的联合对角化程序迄今尚未完成。一般来说,基于不同方法的结果彼此一致,但发现潜在成分的方法似乎更纯粹地与独特的神经心理功能相关。本文旨在对WinEEG方法进行详细的描述。重点是ERP,但GO/NOGO任务中的脑电图谱和行为数据也包含在为说明WinEEG方法而描述的研究中。
精神病学的诊断是基于观察到的行为。在大多数情况下,必须在不同设置中观察指定数量的症状,持续 6 个月或更长时间。诊断过程的一个重要部分是排除体理学。此外,必须考虑其他精神诊断。通常,感兴趣的症状可能是另一个诊断类别的一部分。如果几个症状与其他疾病重叠,临床医生必须决定第二种疾病是合并或鉴别诊断。
可用的临床工具包括诊断访谈、评分等级、医学和发展史、心理测试和直接观察。这些方法大多相当主观;深受线人以及专业人士的影响。家长和教师的评分尺度通常显示相当温和的相关性(r = 0.3 – 0.5)。
在具有代表性的结果中,我们认为多动症的基本机制可能因患者而异。缺乏(语言)理解,自我激励的问题,对外部干扰者的敏感性等都会导致注意力不集中的症状。本文中描述的基于脑电图的方法可以帮助解决其中一些挑战。主观解释的问题不存在。所述的ERP方法似乎揭示了涉及特定大脑结构的基本心理操作,如工作记忆、行动抑制、监测、反应准备等。这些机制的缺陷并不限于特定的诊断类别。我们相信,在未来,治疗(药物,神经反馈,认知训练,tDCS,…)将侧重于这种认知和/或情绪操作及其潜在的大脑机制,而不是目前的诊断类别。
诊断的目的是确定最佳治疗方法。为了评估治疗的效果,自我报告和观察到的改善当然是决定性的。然而,此类报告在某种程度上可以代表安慰剂效应,并且应支持(部分)基本大脑功能障碍正常化,例如ERP组件的变化。这种主观和客观的治疗效果度量的结合在临床和研究中都非常重要。
由于上述原因,有相同诊断的人往往对同样的医疗没有反应也就不足为奇了。在个性化医学诊断中,辅以基于经验的反应预测措施,以精确定位单个患者的最佳治疗方法。本文介绍了我国对小儿多动症兴奋剂药物反应预测的研究。找到抗抑郁药物阳性反应的可靠预测变量可能更为重要,因为评估反应所需的时间很长,滴定期也是如此。本文中描述的程序有助于正在进行的脑电图和ERP研究,预测抑郁症的药物影响53。
所述基于脑电图的方法是非侵入性和负担得起的,非常适合研究和临床工作。
The authors have nothing to disclose.
没有。
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