Kvantitativt EEG vid demensutredningar

EEG innebär elektrisk hjärnavbildning och detta görs med elektroder som är i elektrisk kontakt med hårbotten. Således lyssnas på elektriska spänningar från underliggande grå cells lagrets nervceller nära elektroderna. De är ordnade efter ett system (10-20 system) för att täcka de olika regionerna i hjärnan som är nära skalpen. Dessa elektroder är vanligtvis 19 till antalet och den aktivitet de spelar in kommer inte bara från de omedelbara underliggande nervcellerna, men också från närliggande områden. I ett fält runt elektroden med maximal styrka direkt under elektroden

En enda nervcells impulser är alldeles för svaga för att spela in på detta sätt, trots kraftfull förstärkare som kan plocka upp en m volt (miljondelar av en Volt). I själva verket är det ett stort antal nervceller som urladdar samtidigt. När deras svaga urladdningar läggs ihop kan de upptäckas med EEG-utrustning (elektroder och förstärkare). För att detta ska ske finns det kopplingar mellan nervceller i den grå substans så att de kan samverka. Det finns även grupper av nervceller djupt i hjärnan (Thalamus) som kan påverka och kontrollera urladdningarna i stora delar av hjärnan via nervtrådar som får nervceller i grå substans att urladda samtidigt (icke-specifik projektions fibrer). Således samordnas ett tillräckligt antal nervceller så att deras gemensamma aktivit kan detekteras (synkronisering). Detta möjliggör att skador, sjukdomsprocesser inom den grå substansen och även djupare belägna hjärnstruktur som överför synkroniserade signaler kan avläsas via EEG.

Med modern datateknik kan dessa nervsignaler tolkas på ett mycket bättre och mera objektivt sätt än den konventionella EEG analysen. Den digitala tekniken gör det möjligt att kartlägga aktivitet i den grå substansen och hjärnaktivitet kan beräknas på olika sätt; amplitud (urladdnings styrka), frekvens av urladdningar och grad av synkronisering. Dessa bedömningar används i demens analys.

Här exemplifieras nedan hur dessa variabler beskrivs i normal hjärnaktivitet och ändras av olika demenssjukdomar.

Normal hjärnaktivitet

Denna bild visar områdena av hjärnans yta sett från ovan där näsan pekar uppåt. Under normalt vaket tillstånd dominerar den så kallade Alpha-rytmen (8-13 Hz) i de bakre hjärnan (occipital regionen) Detta visualiseras med röd färg (hög aktivitet röd, låg aktivitet gul-vit).

När frekvensen distributionen av denna grundläggande rytm (Alpha-rytm) analyseras, är det möjligt att avgöra om det är inom det normala frekvensens område (8-13 Hz).

På bilden ovanför x-axeln (horisontell) representerar frekvens och Y axel (vertikalt) mängd olika frekvenser. Toppen markerade med en streckad linje, visar de mest förekommande frekvensen, 9 Hz (normalt 8-13 Hz). Det lodräta fältet till höger visar fördelningen av frekvensband, grön 8-13 Hz (normal Alpha-rytm) och gula långsammare vågor inom 8-4 Hz intervall. Normal är att den gröna färgen på stapeln skall dominera.

Demensav Alzheimertyp

Skillnaden i förekomst av Alpha rytm (8-13 Hz) vid Alzheimers demens är att de patologiska förändringarna av hjärnan påverkar och sänker Alpha frekvensen så att mängden långsamma frekvenser ökar. Detta kan enkelt visas på frekvens distribution analysen nedan.

Ovan visas lägre topp frekvens (streckad linje) under 8 Hz. Detta innebär att en större del av långsamma svängande nervcellerna ökar: den gröna delen (8-13 Hz) i stapeln till höger minskar och den långsammare gula (4-8 Hz Theta rytm) ökar i andel och dominerar i stapeln.

Demens av vaskulärt ursprung

Otillräcklig blod flöde och skador beroende på blodproppar till hjärnan kan också ge demens. Otillräcklig blodflödet ger hypoxi som producerar långsammare vågor i de områden som påverkas, vid permanenta skador i detta område. Otillräcklig blodflödet producerar episoder av långsamma vågor med olika läge och utbredning inom de regioner som är mest drabbade. Detta tros orsakas av kompenserande blod flöde mekanismer i kommunicerande arteriella blodådror i hjärnan (Circulus Villis).

Bilderna ovan, olika sekvenser av samma undersökningen och visande det skiftande mönstret av de långsamma vågorna (0,5-4 Hz Delta rhythm) i områden med blod flödes brist (röd färg). När frekvens distributionen analyseras i bakre hjärn området, fås en normal frekvensfördelning och ingen ökning av långsamma vågor, se nedan.

Sammanfattning

Med dessa relativt enkel kvantitativa EEG analyser, kan enkelt utvärderas normala aktivitet och patologisk elektrisk hjärnaktivitet vid demens samt skilja olika demens sjukdomar som Alzheimers och vaskulärt orsakade. Pågående forskning och utveckling för att kunna skilja mellan andra demenssjukdomar som Lewy-body demens, Fronto-temporal demens pågår med denna teknik samt med andra analysmetoder.