Studie findet hohe Konzentrationen von ungewöhnlich schnellen Gehirnwellen in mild-Hirn-Verletzungen

Eine neue Studie, finanziert durch das Department of Veterans Affairs (VA) und der Marine findet, dass Veteranen und service-Mitglieder mit einer Geschichte von Kampf-bezogene milden traumatischen Hirnverletzung—im Vergleich zu einer Kontrollgruppe—haben viel höhere Niveaus von ungewöhnlich schnellen Gehirnwellen in einer region, spielt eine wichtige Rolle im Bewusstsein.

Die Ergebnisse erschienen in der Fachzeitschrift Cerebral Cortex im Mai 2019.

Mit einer neurologischen Prozess namens MEG, die Forscher der Schluss gezogen, dass die schnelle, oder Hochfrequenz -, gamma-Wellen wurden „deutlich erhöhten“ in zwei der vier Lappen der Großhirnrinde: die pre-frontalen und posterioren parietalen Lappen. Diese zwei Lappen, die beeinflussen, Argumentation, Organisation, Planung, Durchführung, Aufmerksamkeit und Problemlösung.

Dr. Mingxiong Huang, ein Physiker an der VA San Diego Healthcare System, führte die Studie. Er hat eine Reihe von Papieren auf die Aktivität des Gehirns in relation zu den milden TBI und PTSD und ist ein VA führenden Ermittler mit MEG. Der Neuro-Imaging-tool können Sie erkennen anormale Wellen in bestimmten Bereichen des Gehirns.

MEG steht für magnetenzephalographie. Eine MEG-scanner-Aufzeichnungen magnetischer Felder durch elektrische Ströme im Gehirn.

Huang sagt, die ungewöhnlich schnell gamma-Wellen verursachen könnten schlechtere kognitive Funktion.

„Die weit verbreitete Art und Umfang der erhöhten gamma-Aktivität in der milden TBI Teilnehmer war über unseren ursprünglichen Erwartungen“, sagt er. „Wir erwarten, mehr subtile Höhe. Die markierten Aufzug schlägt vor, es ist weit verbreitet und ausgeprägt Schädigung in Neuronen des zentralen Nervensystems, spielen eine wichtige Rolle bei der Gehirn-Schaltung und Aktivität. Diese Erkenntnis bietet einen neuen und spannenden tool für die direkte Beurteilung der dysfunktionelle Neuronen bei Menschen mit milden TBI und können erklären, viele der klinischen Symptome und kognitive Defizite.“

Gehirn-Wellen erzeugt werden, die durch Massen von Neuronen, die miteinander kommunizieren. Gamma-Wellen sind die schnellsten Gehirnwellen und beziehen sich auf die gleichzeitige Verarbeitung von Informationen aus verschiedenen Hirnarealen. Gamma-Wellen Messen zwischen 30 und 80 hertz, mit etwa 40 hertz als typisch für den Menschen. Hertz oder Hz, ist die Metrische Einheit der Frequenz, entspricht einer Schwingung pro Sekunde.

Beta-Wellen Dominieren ein Wachzustand des Bewusstseins, wenn die Aufmerksamkeit richtet sich auf kognitive Aufgaben. Alpha-Wellen sind vorhanden, während der ruhig fließenden Gedanken. Theta-Wellen treten Häufig im Schlaf, wenn man träumt. Schließlich, delta-Wellen sind langsame Gehirnwellen, die generiert werden, in Tiefe meditation und traumlosen Schlaf.

Huang war auch überrascht, dass brain-wave-Aktivität war niedriger bei den Teilnehmern mit mildem TBI in den ventromedialen präfrontalen cortex, dem Zentrum der Pathologie der Stimmung und der Angststörungen. Diese region ist kritisch für die Steuerung der Aktivität in der amygdala, welche Prozesse solche Gefühle wie Furcht, Angst und aggression.

„Wir hatten erwartet, stattdessen sehen Hyperaktivität im ventromedialen präfrontalen Kortex von Patienten mit leichter TBI,“ sagt Huang, der auch ein professor in der Abteilung der Radiologie an der University of California San Diego (UCSD). „Dies zeigt, dass die Verletzung von Neuronen, die übertragung von Impulsen zwischen anderen Nervenzellen können auch dazu führen, verringert sich in der spontanen Aktivität im Gehirn-Wellen. Dies deutet darauf hin, dass es zu schweren Verletzungen des ventromedialen präfrontalen cortex.“

Dies ist die erste Studie, Huang sagt, um zu zeigen, dass milde, Kampf-bedingte Kopfverletzungen sind wahrscheinlich zu ungewöhnlich hohen Niveau von gamma-Wellen bei Patienten mit chronischer milden TBI. Die reduzierte Hirnaktivität im ventromedialen präfrontalen Kortex ist auch eine neue Erkenntnis, sagt er.

Schädel-Hirn-Verletzung ist die Unterschrift Verletzung des post-9-11 Konflikte im Irak und in Afghanistan. Die Abteilung der Verteidigung und der Verteidigung und Veterans Brain Injury Center schätzen, dass 22% der Todesopfer aus dem Irak und Afghanistan TBIs beinhalten, von denen die meisten sind schwach ausgeprägt. Milde TBIs werden auch als Erschütterungen.

TBI Symptome sind Kopfschmerzen, Reizbarkeit, Schlafstörungen, Gedächtnislücken, langsamer zu denken, und depression.

In den letzten Jahren, Huang und andere MEG haben die Forscher herausgefunden, dass die Gehirne von Menschen, die mit milden TBI abnormale langsamen Wellen. Seine neueste Studie erweitert die Kenntnisse der Anomalie zu schnell gamma-Wellen bei Patienten mit milden TBI. MEG imaging ist ein vielversprechender marker für die Erkennung von spezifischen Regionen des Gehirns, die beeinträchtigt sind durch einen milden TBI, mit 85% Treffsicherheit. Mehr konventionellen imaging-tools, wie ein CT-scan oder strukturellen MRT, haben eine Genauigkeit von nur etwa 5% bei der Erkennung von milden TBI.

„Das macht die MEG, eine gute funktionelle bildgebende Technik, die nicht nur für die Unterstützung bei der Diagnose von milden TBI, aber auch zur Beurteilung der Effizienz von milden TBI Behandlungen, wie Drogen“, sagt Huang.

Jedoch, MEG-basierten Studien sind selten, wahrscheinlich, weil nur 20 bis 30 MEG-Scanner sind verfügbar in den Vereinigten Staaten. Zusätzlich zu den VA San Diego, VA medical Center in Minneapolis, Albuquerque, Boston, Seattle, Philadelphia und San Francisco durchgeführt haben, MEG-Forschung.

Tierstudien haben gezeigt, dass eine Verletzung von Neuronen, spielen eine wichtige Rolle bei der Gehirn-Schaltung und-Aktivität führte zu einer abnormalen Erhöhungen der schnellen Gehirnwellen. So werden Huang und sein team glaubten, dass durch die Erkennung von spontanen Hyperaktivität bei schnellen Gehirnwellen, konnten Sie beurteilen den Grad der Verletzung zu Gehirn-Schaltung. Letztere können direkt in Bezug zu kognitiven Defiziten, stellt er fest.

In der Studie, die 25 Teilnehmer waren im aktiven Dienst Militär oder Veteranen, die gekämpft hatten, in den Irak oder nach Afghanistan. Sie hatten alle hielten mindestens eine milde TBI, führte zu anhaltenden post-concussive Symptome für einen Durchschnitt von 20 Monaten. Die Kontrollgruppe umfasste 35 Personen mit Erfahrung im Kampf, aber ohne Bemerkenswerte Geschichte von Gehirnerschütterungen.

Alle Teilnehmer wurden in einem ruhenden Zustand, während die MEG-Aufzeichnungen, die geführt wurden, an der UCSD. Zur gleichen Zeit, die Wissenschaftler große Anstrengungen unternommen, um sicherzustellen, dass die Teilnehmer aufmerksam waren. Wird schläfrig, Huang sagt, Verringerung der hochfrequenten gamma-Aktivität und damit zu einer geringeren Empfindlichkeit der MEG-Messungen.

Huang und seine Kollegen planen, erweitern diese Forschung von einer Gruppe im Vergleich zu einer single-subject-based approach. Das wird mit Ruhe MEG-Verfahren zu untersuchen, wo die abnorme gamma-Wellen Strahlen aus in jede person, die mit milden TBI. Für eine person, die mit milden TBI, die anormale Wellen können aus nur einem oder zwei Lappen, die in der Großhirnrinde, nicht von allen vier, sagt er.

„Um dies zu erreichen, müssen wir studieren mehr Menschen in der milden TBI und gesunden Kontrollgruppen“, sagt er.

Die Erkenntnisse aus seiner jüngsten Studie, die er sagt, kann verwendet werden, um zu helfen, mit Hirnstimulation Techniken als Therapie der milden TBI, wie die transkranielle elektrische stimulation (TES) und transkranielle Magnetstimulation (TMS). Ergebnisse aus der Studie legen nahe, dass effektive Ziele für TES und TMS-Behandlungen sind wahrscheinlich die pre-frontalen Kortex und posterioren parietalen Kortex.

Huang und sein team arbeiten derzeit mit zwei TES Unternehmen für eine Zulassung Ihres Gehirns stimulation Instrumente von der US Food and Drug Administration.

Dr. David Cifu, ist der principal investigator an der Chronischen Effekte von Neurotrauma Consortium, einem gemeinsamen Projekt von VA und Department of Defense, erforscht die Auswirkungen der Bekämpfung von Explosionen auf das menschliche Gehirn. Er glaubt Huang Ergebnisse weiter erörtert werden sollten, die über einen langen Zeitraum mit vielen Teilnehmern.