Фармако-электроэнцефалография

Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют соответствующие встроенные цитаты . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, введя более точные цитаты. ( Апрель 2014 ) ( Узнайте, как и когда удалять это сообщение )

Электроэнцефалография (ЭЭГ) — это наука о регистрации спонтанной ритмической электрической активности живого мозга с помощью электродов на коже головы. Ритмы мозга имеют происхождение, схожее с электрической активностью сердца. Ритмическая активность изменяется по частоте и амплитуде в зависимости от возраста, внимания, сна и химических концентраций кислорода, углекислого газа, глюкозы, аммиака и гормонов. Химические вещества, влияющие на функции мозга, изменяют ритмы мозга систематическим и идентифицируемым образом. По мере того, как были обнаружены новые психоактивные препараты, которые изменяли поведение, основу для науки психофармакологии , было обнаружено, что сопутствующие изменения ритмов являются специфическими для класса препаратов. Измерение изменений ритмов стало основой для науки фармако-ЭЭГ.

Были разработаны определения изменений ритмов ЭЭГ, которые позволили идентифицировать и классифицировать психоактивные препараты, контролировать глубину анестезии и оценивать эффективность припадков, вызванных судорожной терапией (электрошоком).

Первые записи электрической активности мозга были зарегистрированы в 1870-х годах на открытых мозговых тканях животных. В 1929 году немецкий психиатр Ганс Бергер сообщил о непрерывных электрических ритмах неповрежденной человеческой головы с использованием электродов на скальпе. Непрерывная электрическая активность менялась по частоте и амплитуде в зависимости от сонливости и сна, а также от решения умственных задач. Эпизодические пробежки и всплески медленных частот высокого напряжения были зарегистрированы у пациентов с эпилепсией.

В своем третьем отчете в 1931 году Бергер зафиксировал изменения ритмов под воздействием кокаина, морфина, скополамина и хлороформа. Каждое химическое вещество вызывало различные паттерны частоты и амплитуды и различные формы поведения.

Первые клинические применения были направлены на выявление внезапных всплесков медленных частот высокого напряжения во время судорог, как спонтанных, так и вызванных химическим веществом пентилентетразолом (метразолом), электричеством при электрошоке и при коме, вызванной инсулином. При изучении резерпина в 1953 году, хлорпромазина в 1954 году и имипрамина в 1957 году были описаны отдельные ритмические паттерны.

Паттерны ЭЭГ новых психоактивных препаратов предсказывали их клиническую активность. К 1960-м годам анализ ЭЭГ психоактивных препаратов стал частью программы NIMH Early Clinical Drug Evaluation (ECDEU), которая оценивала и определяла новые психиатрические методы лечения. Предложенные психоактивные препараты, разработанные в химических лабораториях, сначала тестировались на животных, а затем на людях. Изменения в ЭЭГ стали основой для классификации новых препаратов.

Были разработаны методы оценки на добровольцах, которые регистрировали изменения в состоянии покоя при различных дозировках, как при острых однократных введениях, так и при многократном ежедневном приеме. Наблюдаемые изменения сравнивались с изменениями для известных препаратов и прогнозировались их поведенческие эффекты. Если не было зафиксировано никаких систематических изменений, считалось, что агенты не имеют клинического применения.

Схемы дозирования были оптимизированы. У пациентов, которые не отреагировали на назначенное лечение, тех, кого считали «резистентными к фармакотерапии», исследования ЭЭГ показали, что химические вещества не вызывали идентифицируемых изменений в мозге.

В доклинических испытаниях на животных записи ЭЭГ связывали изменения с бдительностью и двигательными показателями, делая вывод, что паттерны ЭЭГ были «диссоциированными», то есть имели мало отношения к изменениям в поведении. Однако в испытаниях на людях, когда показатели ЭЭГ могли быть связаны с бдительностью, настроением, памятью и психологическими тестами, теория «ассоциации ЭЭГ и поведения» развивалась и поддерживала фармако-ЭЭГ исследования новых препаратов.

Технология применялась в анестезиологии, для определения эффективности отдельных припадков в судорожной терапии, в исследованиях режимов сна и связи вызванных потенциалов с речевыми и психологическими тестами.

Социальные изменения в отношении к этике тестирования лекарств и методов лечения на пациентах, заключенных, детях и добровольцах затормозили дальнейшее развитие этой науки и привели к ее отказу.

Полипрагмазия и широкое использование активных психиатрических препаратов затруднили изучение отдельных соединений у психиатрических пациентов. Затем наука успешно сосредоточилась на бодрствующих добровольцах-мужчинах (поскольку ЭЭГ варьировалась в зависимости от менструальных циклов у женщин). ^{[ необходима цитата ]}

Бдительность. ЭЭГ, зарегистрированная на скальпе, чувствительна к изменениям бдительности. Разработаны различные методы поддержания контролируемого уровня бдительности с использованием ручных зуммеров, которые звучали, когда субъект расслаблялся и дремал.

Базовая линия добровольцев и плацебо-тренировка. Поскольку ЭЭГ чувствительна к тревожности, начальная тренировочная сессия стала стандартной процедурой. Базовая запись идентифицировала субъектов, чьи записи были уникальными.

Запись ЭЭГ. Были протестированы различные варианты размещения электродов. Обычно записи производились с использованием лобно-затылочных или бифронтальных отведений. Использовались стандартные усилители ЭЭГ.

Количественная оценка и анализ. Вначале записи ЭЭГ делались на бумаге, а изменения измерялись визуально, с помощью линейки и штангенциркуля. К 1960-м годам электронные анализаторы 10-секундных эпох измеряли изменения в «мощности». Затем последовали цифровые компьютерные методы, использующие анализ периода, спектральную плотность мощности и амплитудный анализ.

Количественные изменения средней частоты, средних амплитуд, процентного времени дельта (1–3 Гц), тета (3,5–7,5 Гц), альфа (8–12,5 Гц), бета1 (13–21 Гц) и бета2 (>21 Гц), а также наличие всплесков в 10-секундных эпохах обычно использовались для выявления закономерностей.

Предиктивные паттерны. Меры связывали изменения ЭЭГ с распространенными классами психоактивных препаратов — наиболее частыми были антидепрессанты, анксиолитики , антипсихотические средства , галлюциногены, делирийные средства , эйфорианты и стабилизаторы настроения. Некоторое время фармако-ЭЭГ-профили различных классов препаратов активно использовались для идентификации активных психотропных агентов.

Психофармакология. Исследования фармако-ЭЭГ были экономически полезны для клинической классификации новых агентов, диапазонов дозировок и продолжительности эффектов, а также для разделения активных и неактивных веществ. Список успешных применений обширен; некоторые конкретные примеры включают идентификацию миансерина (GB-94) и доксепина как антидепрессантов класса имипрамина; неактивность флутролина как предлагаемого антипсихотика у человека, несмотря на активность у собак; и эквивалентную активность ЭЭГ лево- и правосторонних энантиомеров 6-азамиансерина (миртазапина), несмотря на различия в доклинических испытаниях.

Исследования различных формул каннабиса (гашиша, марихуаны, экстракта тетрагидроканнабинола-∆-9) показали одинаковые закономерности в ЭЭГ, сердечно-сосудистых и клинических профилях. Развитие толерантности было отмечено при остром приеме каннабиса у хронических потребителей гашиша.

При тестировании антагонистов наркотиков ( налоксон , циклазоцин ) и заменителей опиоидов ( метадон , левометадил) при лечении опиоидной зависимости количественные эксперименты с ЭЭГ показали эффективность антагонистической и заместительной активности различных схем дозирования. Испытания по поиску дозы налоксона не показали специфического эффекта на ЦНС при введении отдельно, но очень эффективное антагонистическое действие в дозе опиоидов и при передозировке.

Судорожная терапия. Грандмал-припадок является центральным событием электрошока (электросудорожной терапии, ЭСТ) и инсулиновой комы. Он был введен в 1934 году, и к 1940-м годам записи ЭЭГ во время лечения показали классическую последовательность эпилептических припадков, признанную «грандмал-припадок». В 1950-х годах записи межприпадочных записей в дни после индуцированного припадка показали прогрессирующее замедление средних частот и увеличение амплитуд во время курса лечения. Эти изменения были необходимыми дополнениями эффективных курсов лечения — пациенты без прогрессирующего замедления не смогли восстановиться.

В начале 1980-х годов коммерческие устройства ЭСТ были оснащены 2-канальным регистратором ЭЭГ, который измерял характеристики и продолжительность ЭЭГ. Качество записи ЭЭГ стало стандартом для «эффективного» лечения. Те же количественные меры, которые используются в психофармакологии, были установлены в клинической ЭСТ.

Анестезия. Специализированное оборудование для мониторинга и определения стадий анестезии широко распространено в современных хирургических отделениях.

История.

Финк М. Фармакоэлектроэнефалография: Заметка о ее истории. Нейропсихобиология 1984; 12:173-178

Финк М. Клиницист-исследователь и ECDEU: 1959-1980. В: T. Ban, D. Healy, E. Shorter (ред.): Триумф психофармакологии и история CINP. Будапешт, Animula, 82-96, 2000.

Финк М. Фармакоэлектроэнцефалография: Избирательная история изучения реакций мозга на психоактивные препараты. В: T. Ban, E. Shorter, D. Healy (ред.): История CINP, IV: 661-672, 2004.

Галдериси С., Саннита В.Г. Фармако-ЭЭГ: история прогресса и упущенных возможностей. Клиническая ЭЭГ и нейронаука 37:61-65, 2006;

Финк М. Вспоминая утраченную науку фармако-ЭЭГ. Acta psychiatr Scand., 121:161-173. 2010 год

Методология

Brazier MAB (ред.): Компьютерные методы анализа ЭЭГ. Журнал ЭЭГ, Приложение 20, 1-98, 1961.

Stille G, Herrmann W, Bente D, Fink M, Itil T, Koella WP, Kubicki S, Künkel H, Kugler J, Matejcek M, Petsche H. Руководство по фармако-ЭЭГ исследованиям у человека. Фармакопсихиатрия 15:107-108;1982

Herrmann WM, Abt K, Coppola R, et al. Международная группа Pharmaco-EEG (IPEG). Рекомендации по картированию ЭЭГ и вызванных потенциалов. Neuropsychobiology 22:170-176. 1989

Ассоциация или диссоциация?

Виклер А. Фармакологическая диссоциация поведения и «моделей сна» ЭЭГ у собак: морфин, n-аллинорморфин и атропин. Proc Soc exp Biol 79:261-264, 1952;

Виклер А. Клинические и электроэнцефалографические исследования действия мескалина, н-аллилморфина и морфина на человека. J nerv ment Dis 120:157-175, 1954.

Финк М. Классификация психоактивных соединений у человека по ЭЭГ: Обзор и теория поведенческой ассоциации. В: Эфрон Д., Коул Дж. О., Левин Дж., Виттенборн Дж. Р. (ред.): Психофармакология: Обзор прогресса 1957-1967 USGPO, Вашингтон, округ Колумбия, 497-507, 1968;

Fink M., Itil T. Neurophysiology of the phantastica: EEG and behavioral relationships in man. В: Efron D, Cole JO, Levine J, Wittenborn JR. (Eds): Psychopharmacology: A Review of Progress 1957-1967. USGPO, Вашингтон, округ Колумбия, 1231-1239, 1968;

Fink M. Itil T. ЭЭГ и психофармакология человека: IV: Клинические антидепрессанты. В: Efron D, Cole JO, Levine J, Wittenborn JR. (Eds): Психофармакология: Обзор прогресса 1957-1967. USGPO, Вашингтон, округ Колумбия, 671-682, 1968;

Финк М. ЭЭГ и психофармакология человека. Annu Rev Pharmacol 9:241-258, 1969;

Брэдли П. и Финк М. (ред.): Антихолинергические препараты и функции мозга у животных и человека. Prog Brain Res 28, 184 стр., 1968.

Финк М. ЭЭГ и поведение: ассоциация или диссоциация у человека? Интегративная психиатрия 9:108-123, 1993.

Примеры исследований на людях.

Финк М., Кан Р. Л. Связь дельта-активности ЭЭГ с поведенческой реакцией при электрошоке: количественные серийные исследования. Arch Neurol & Psychiatry 78:516-525,1957

Финк М. Электроэнцефалографические и поведенческие эффекты тофранила. Canad Psychiat Assoc J, 4 (suppl) 166-71, 1959.

Itil TM, Polvan N, Hsu W. Клинические и ЭЭГ-эффекты GB-94, тетрациклического антидепрессанта: модель ЭЭГ в открытии нового психотропного препарата. Curr Ther Res 14:395-413, 1972.

Volavka J, Levine R, Feldstein S, Fink M. Краткосрочные эффекты героина у человека. Arch Gen Psychiatry 30:677-684,1974.

Itil TM, Cora R, Akpinar S, Herrmann WH, Patterson CJ. «Психотропное» действие половых гормонов: компьютеризированная ЭЭГ в установлении непосредственных эффектов стероидных гормонов на ЦНС. Curr Therapeutic Res 16:1147-1170, 1974.

Финк М., Кети С., Макго Дж. (ред.): Психобиология судорожной терапии. Вашингтон, округ Колумбия: VH Winston & Sons, 1974.

Volavka J, Fink M, Panayiotopoulos CP. Острые эффекты ЭЭГ препаратов каннабиса у долгосрочных пользователей. В: C. Stefanis, R. Dornbush, M Fink (Eds): Гашиш — исследование долгосрочного использования. NY: Raven Press, 1977.

Американская психиатрическая ассоциация Электросудорожная терапия. Отчет целевой группы № 14. Вашингтон, округ Колумбия: Американская психиатрическая ассоциация. (1978). (200 стр.).

Финк М., Ирвин П., Саннита В., Папакостас Ю., Грин М.А. Фенитоин: эффекты ЭЭГ и уровни в плазме у добровольцев. Мониторинг терапевтических препаратов 1: 93-104, 1979.

Финк М. и Ирвин П. ЭЭГ и поведенческий профиль флутролина (CP-36,584), нового антипсихотического препарата. Психофармакология 72: 67-71, 1981.

Финк М. и Ирвин П. Фармако-ЭЭГ исследование 6-азамиансерина (ORG-3770): Диссоциация ЭЭГ и фармакологических предикторов антидепрессивной активности. Психофармакология 78: 44-48, 1982.

Финк М., Ирвин П. Влияние ацетилсалициловой кислоты (аспирина) на ЦНС. Clin Pharm Therap 32:362-365, 1982.

Дополнительные примечания.

• Встречи заинтересованных ученых начались на Всемирном конгрессе психиатрии в Монреале в 1961 году и на встрече CINP в Вашингтоне, округ Колумбия, в 1966 году. После этого двухгодичные встречи IPEG (Международной группы фармако-ЭЭГ) были запланированы в разных городах, в основном в Европе, <http://www.ipeg-society.org/>. Труды были опубликованы в томах с разными редакторами, цитируемыми в Fink (1984).
• ACNP записал интервью с ведущими учеными. Транскрипты опубликованы в Ban T, Fink M. (Eds.): Oral History of Neuropsychopharmacology: The First Fifty Years: Neurophysiology. Brentwood TN: ACNP. Том 2: 319 стр.
• Видеозаписанные интервью с Энохом Каллауэем, Максом Финком, Тураном М. Итилом и А. Артуром Шугерманом доступны в Интернете по адресу <https://web.archive.org/web/20140507040813/http://www.acnp.org/programs/history.aspx>.
• Финк М. интервьюировал Коул Дж. О. в книге «Устная история нейропсихофармакологии — первые пятьдесят лет: интервью с коллегами» (редактор Томас А. Бан), том 2 — «Нейрофизиология» (редактор тома Макс Финк). Брентвуд: Американский колледж нейропсихофармакологии; 2011. стр. 7–20.
• Финк М. интервьюировал Хили Д. в книге «Устная история нейропсихофармакологии — первые пятьдесят лет: интервью с коллегами» (редактор Томас А. Бан), том 9 — «Обновление» (редактор тома Барри Блэквелл). Брентвуд: Американский колледж нейропсихофармакологии; 2011. стр. 73–104.
• Библиотека SBU. Архивы Макса Финка с 1950-х годов по настоящее время находятся в специальных коллекциях Мемориальной библиотеки Фрэнка Мелвилла Университета Стоуни-Брук, Стоуни-Брук, Нью-Йорк [1].