Egyidejű EEG és transzkranialis Doppler technika az emberi vizuális kéreg neurovaszkuláris kapcsolásának vizsgálatára

Prof. Dr. med. B. Rosengarten

doppler

Justus-Liebig Giessen Egyetem

Neurológiai Osztály, Am Steg 14, DE – 35392 Giessen (Németország)

Tel. +49 641 99 45301, fax +49 641 99 45309

Kapcsolódó cikkek a következőhöz: "

  • Facebook
  • Twitter
  • LinkedIn
  • Email

Absztrakt

Az energiaraktárak hiánya, a nagy energiafogyasztás és a szigorú aerob glikolízistől való függés miatt az agy nagyon függ az aktív idegsejtek megfelelő vérellátásától. A funkcionálisan indukált helyi agyi véráramlás megfelelő szabályozását neurovaszkuláris csatolás biztosítja. A különböző betegségfolyamatokban betöltött szerepének megértése az elmúlt években jelentősen javult. Következésképpen olyan diagnosztikai eszközre van szükség, amely lehetővé teszi a kapcsolás egyszerű és költséghatékony vizsgálatát klinikai körülmények között. Kombinált EEG és Doppler technika alkalmas lehet e tekintetben. Ez az áttekintés rövid áttekintést nyújt a neurofiziológiai háttérről és a technikákról, mielőtt a validációs vizsgálatokat és az első klinikai alkalmazásokat kezelnék.

Agyi keringés

Neurovaszkuláris kapcsolás

Történelmileg az egyik első jelentés az agyi véráramlás funkcionális függőségéről az agy aktivitásával kapcsolatban egy olasz orvoshoz nyúlik vissza. 1890-ben Angelo Mosso [5] egy nyitott koponyahibával rendelkező beteg adatait mutatta be, akiknél funkcionálisan összefüggő változást talált az agyi perfúzióban. Bár a részletes mechanizmusok még nem tisztázottak, három fő hipotézis van arra, hogyan lehet a kapcsolást irányítani. Az egyik hipotézis feltételezi, hogy az agyi véráramlás szabályozásának modulációja érdekében speciális agyi törzsmagokból (azaz a Meynert-ből származó nucleus basalis) helyi interneuronok vagy vetületi neuronok vannak [6,7,8]. Alternatív megoldásként kimutatták, hogy a lokális mediátorokban az aktivitással összefüggő változások befolyásolhatják az érrendszeri tónust: az extracelluláris iontartalom (kálium- és hidrogénionok), az energiamolekulák kimerülési termékeinek (adenozin) vagy a nitrogén-oxid változásai közvetíthetik az érrendszeri tónust [4, 9]. A legfrissebb hipotézis azt feltételezi, hogy a gerjesztő transzmitter glutamát érzékelhető az asztrocita receptorok által, amelyek ezután közvetítik a helyi érrendszeri tónust [10,11].

Transzkranialis Doppler technika

1. ábra

A vizuális stimuláció következtében a hátsó agyi artériában jellemző hemodinamikai válasz látható. A nyugalmi fázis áramlási sebességét nullára állítjuk. A kiváltott áramlási sebesség válaszokat az alapvonalhoz viszonyított relatív változásokban adjuk meg. A stimuláció kezdetével az áramlási sebességek gyorsan növekednek, túllövik, majd állandó szinten stabilizálódnak. A különböző vezérlőrendszer-paraméterek hatását szemléltetjük. Az erősítési paraméter az alapvonaltól való eltérést írja le stabil áramlási sebességi viszonyok mellett, míg a sebességidő a kezdeti felütés sebességét. A paraméterek természetes frekvenciája és csillapítása leírja azokat a rezgési jellemzőket, amelyek csillapítása leírja a rendszer csillapítását, a természetes frekvencia pedig a rendszer ideális csillapítás nélküli rezgését.

EEG technika

Az EEG-t régóta használják a VEP meghatározására. A legtöbb esetben kontraszt alapú mintaváltási stimulációt hajtanak végre. Alacsonyabb mintaváltási frekvenciák alkalmazásával a tipikus ún átmeneti VEP hullámforma fordul elő, míg a magasabb megfordítási frekvenciák fokozatosan szinuszoshoz vezetnek egyensúlyi állapot VEP konfiguráció. Az átmenet 4–7 Hz körül történik. A tranziens VEP-t általában úgy értékeljük, hogy meghatározzuk azokat a tipikus csúcsokat, amelyeket pozitív (negatív értékek) vagy negatív (pozitív értékek) elhajlás után neveznek el, amint az a 2. ábrán látható [28]. A VEP-adatokat általában a tipikus csúcsok amplitúdó-különbségeként adják meg (azaz N1 - P1 vagy N2 - P1 különbség). Feltételezzük, hogy a korai amplitúdó-különbségek (N1 - P1) képviselik az elsődleges vizuális kérgi területek aktivitását, míg a későbbi komponensek a magasabb vizuális kérgi területek aktivitását jelzik [29,30]. Mivel az EEG lehetővé teszi a kortikális aktivitás folyamatos nyomon követését, lehetséges lehet frekvencia-analízis technikák alkalmazása a kortikális aktivitás és a Doppler-jel közötti korrelációra.

2. ábra

A tranziens VEP a tipikus csúcsokkal látható. Általában meghatározzák a potenciális különbségeket. Feltételezzük, hogy a korai N1 - P1 amplitúdó különbség az elsődleges vizuális kéregből származik, míg a későbbi amplitúdók a magasabb kérgi területekből származnak.

Kombinált EEG-Doppler megközelítés

3. ábra

A VEP amplitúdó (N1 - P1) és az áramlási sebesség válaszának (erősítési paraméter) függőségének bemutatása a vizuális inger különböző jellemzőitől. A felső sorban (a), az inger komplexitási fokától való függőség látható. A komplexitás növekedésével (csökkenő ellenőrző méret) a kiváltott potenciál, valamint a csatolt hemodinamikai válasz nő. Hasonló kapcsolat áll fenn a látómező méretének növelésekor (b). Az elektromos és a hemodinamikai válaszok közötti változások közel lineáris módon jelennek meg (regressziós vonal az adatpárok között). Az eredményeket átlagosan és szórásként adjuk meg 9 egészséges fiatal önkéntestől.

A stimulációs paraméterek hiányzó hatása a többi hemodinamikai paraméterre azt jelzi, hogy ezek a paraméterek elsősorban a szabályozó rendszer érrendszeri tulajdonságait jellemzik. Következésképpen kiderült, hogy különböző érrendszeri betegségekben érintettek [26,27]. Az életkorral összefüggő, a kapcsolásra gyakorolt ​​hatásokat illetően az irodalomból következtetni lehet arra, hogy a kapcsolás egészséges önkéntesekben 10 és 60 év között összehasonlítható, és 60 év feletti időseknél csökken [32,33,34]. Az egyéb biológiai paraméterek változását a magasabb korúaknál már sokszor publikálták, de még mindig vita tárgya, ha a változások fiziológiásan jelentkeznek vagy kóros folyamatra utalnak.

Outlook