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脑电波能否帮助追踪亨廷顿舞蹈症?

⏱️阅读时间约 7 分钟 | 一项针对 23 项研究的综述发现,脑电图(EEG)的变化与亨廷顿舞蹈症(HD)的疾病进展和临床评估指标相关。虽然仍需更多研究,但脑电图有望成为一种简单、无创的生物标志物,用于长期监测亨廷顿舞蹈症。

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脑电图(EEG)是记录大脑电活动的工具,常用于监测神经系统疾病进展过程中的大脑变化。最近的一篇综述论文研究了脑电图在亨廷顿舞蹈症(HD)研究中的应用,发现脑电波强度的变化可能反映了亨廷顿舞蹈症症状的演变。这表明,脑电图有望作为一种生物标志物或工具,用于研究亨廷顿舞蹈症随时间进展的情况。

可视化脑细胞通信

我们的大脑细胞通过电信号进行通信,这些信号可以通过称为脑电图(EEG)的设备进行测量。这种无创操作非常简单,只需在头皮上放置微小的电极即可完成。通过脑电图记录脑电波,研究人员可以探究神经系统疾病患者的脑细胞通信是否发生了改变,或者了解这些模式随时间变化的情况。

脑电图记录帽常用于测量大脑的电活动。图片来源:ulrichw

健康与疾病状态下的脑电波

电通常通过波来测量,而大脑根据其活跃或休息状态在不同的波长下运行。

  • 伽马波 (Gamma waves) (30–100 Hz):最快的大脑波,在您活跃并投入解决问题时观察到。
  • 贝塔波 (Beta waves) (12-30 Hz):第二快的大脑波,在您警觉并专注于某项任务时出现。
  • 阿尔法波 (Alpha waves) (8-12 Hz):中等频率的大脑波,表明您处于清醒但放松的状态。
  • 西塔波 (Theta waves) (4-8 Hz):第二慢的大脑波,通常在一天结束、您躺下休息并进入睡眠和梦境时出现。
  • 德尔塔波 (Delta waves) (0.5-4 Hz):最慢的大脑波,通常在深度修复性睡眠期间产生。

大脑可以同时产生多种波,脑电图允许我们测量它们的强度(科学上称为“功率”)。脑电波功率的变化可以反映大脑健康状况的变化。例如,当一组神经元或回路发生退化时,这些神经元产生的脑电波功率可能会降低。

通过脑电图观察到的脑电波具有不同的频率,包括德尔塔波、西塔波、阿尔法波、贝塔波和伽马波。

脑电图可以用于追踪亨廷顿舞蹈症吗?

研究人员通常从小型研究开始,以观察脑电图等工具是否能有效追踪疾病的长期进展。虽然这些实验可能很有前景,但由于参与者人数相对较少,结果可能难以解释。为了应对这一挑战,科学家可以完成“系统综述”,这是一种评估和比较许多小型临床研究结果的系统化方法。

系统综述的结果可以告知该领域哪些研究方向最有意义,以及哪些方向应该继续下去。就脑电图而言,更广泛的视角有助于研究人员确定这些测量指标是否能可靠地追踪随时间变化的情况,并最终作为衡量疾病进展的有用指标(即生物标志物)。

许多影响大脑的神经系统疾病都与脑电图模式的明显变化有关。在最近一项对 23 项亨廷顿舞蹈症脑电图研究的系统综述中,来自美国和伊朗的研究人员及临床医生发现,与健康对照组相比,亨廷顿舞蹈症患者的静息态和睡眠脑电图存在差异。到目前为止,大多数研究表明,亨廷顿舞蹈症患者的脑电图活动发生了改变,并与早期认知症状同步。该综述识别并深入探讨了这些细节。

通过脑电图观察到的脑电波具有不同的频率,包括德尔塔波、西塔波、阿尔法波、贝塔波和伽马波。 图片来源:Laurens R. Krol, CC0, via Wikimedia Commons

静息态脑电波

静息态是指大脑的基线活动。它反映了一个人处于放松状态且未从事任何特定活动时的状态。在系统综述中,研究人员发现亨廷顿舞蹈症患者大脑中的阿尔法波功率和活动持续减少。他们还发现德尔塔波功率总体增加。这些大脑活动的变化以及其他变化表明,大脑正常的通信模式存在广泛的干扰,证实了在亨廷顿舞蹈症中,大脑的功能并未处于最佳状态。

需要额外的认知测试来确定这些脑电图变化与思维和行为的关系。虽然随着亨廷顿舞蹈症的进展,脑电图异常变得更加明显,但目前尚不清楚这些异常出现得有多早,或者它们是否与最早的症状同步。需要进一步的研究来确定脑电图是否可以作为症状前或早期的疾病生物标志物。

睡眠与药物

睡眠期间,与日常活动相比,我们的大脑波会发生显著变化。在亨廷顿舞蹈症等发生睡眠障碍的神经退行性疾病过程中,这些变化甚至更加明显。这项系统综述发现亨廷顿舞蹈症患者的睡眠脑电图存在特定改变,包括西塔波的减少,而西塔波通常在睡眠期间最为活跃。

睡眠变化发生在亨廷顿舞蹈症进展期间,而睡眠改变可能与大脑疾病中的认知变化有关。这篇系统综述的作者建议,虽然需要更多研究,但可以进一步探索将睡眠脑电图作为亨廷顿舞蹈症的生物标志物。

一些研究还观察了常用药物对亨廷顿舞蹈症患者脑电图的影响,包括抗抑郁药、神经阻滞剂、苯二氮卓类药物以及用于控制运动的药物(如丁苯那嗪)。总的来说,这些常用治疗方法并没有对脑电图模式产生剧烈影响,这表明无论是否使用药物,脑电图都可能是追踪亨廷顿舞蹈症相关大脑变化的有用工具。这是生物标志物的一个理想特征。

脑电图与症状

研究人员还询问了脑电图的变化是否与临床测量指标同步,例如统一亨廷顿舞蹈症评定量表 (uHDRS) 评分,该量表记录了运动、认知和日常功能的变化。将脑电波与症状并行观察有助于确定脑电图是否能反映疾病进展。几项研究报告称,阿尔法波功率降低和德尔塔波功率增加与通过 uHDRS 评分测量的亨廷顿舞蹈症进展相关。同样,在尚未被诊断出患有亨廷顿舞蹈症的人群中,脑电图变化与较长的 CAG 重复次数和更大的疾病负担相关。总之,这些发现表明脑电图测量指标可以反映亨廷顿舞蹈症整个进展过程中的疾病相关变化,支持了其作为生物标志物的潜在用途。

亨廷顿舞蹈症会导致睡眠期间的脑电波发生变化。虽然需要更多研究,但在睡眠期间进行脑电图测量可能是监测亨廷顿舞蹈症进展的一种方式。图片来源:Katrin Bolovtsova

脑电图作为亨廷顿舞蹈症生物标志物的优势

使用脑电图作为亨廷顿舞蹈症的生物标志物有什么优势?认知变化通常发生在亨廷顿舞蹈症进展的早期,而脑电图可能足够敏感,甚至在症状出现之前就能检测到潜在的大脑变化。如果是这样,脑电图可以帮助更早地识别疾病相关的变化,并提供一种在临床试验中衡量治疗效果的方法。

脑电图还具有几个实际优势。它是无创的,价格相对便宜,并且比核磁共振(MRI)等大脑成像技术更容易获得。虽然脑电图测量的是大脑功能的不同方面,但进一步的研究可以确立其作为亨廷顿舞蹈症领域有用的临床研究工具。最大的挑战是研究规模通常较小,且使用了不同的方法,这使得比较结果变得困难,凸显了开展更稳健的临床研究的必要性。

摘要

  • 多项研究表明,亨廷顿舞蹈症患者在静息态下阿尔法脑电波活动和功率持续下降,德尔塔波增加,表明其具有成为生物标志物的潜力。
  • 睡眠脑电图显示亨廷顿舞蹈症患者睡眠期间西塔波功率降低,由于睡眠与认知相关,这表明它可能是亨廷顿舞蹈症早期的有用生物标志物。
  • 脑电图测量指标不受常用亨廷顿舞蹈症药物的显著影响。
  • 亨廷顿舞蹈症患者的脑电图变化与已确立的临床结果测量指标(如 CAG 重复次数、疾病负担评分、uHDRS)相关,支持其在包括早期疾病在内的整个亨廷顿舞蹈症进展过程中的潜在应用,这是生物标志物的理想特征。
  • 有必要进行更多研究以在更大的人群中验证脑电图作为生物标志物的有效性,并测试其对青少年型亨廷顿舞蹈症的实用性。

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