Untersuchung quantitativer elektroenzephalographischer (QEEG) Biomarker bei der Huntington-Krankheit (HD)

Wir werden in dieser Studie drei Probandengruppen untersuchen: diejenigen mit leichter Huntington-Krankheit, diejenigen mit mittelschwerer Huntington-Krankheit und normale Kontrollpersonen. In jeder Gruppe werden fünfzehn Probanden untersucht, insgesamt also fünfundvierzig Probanden. Huntington-Probanden werden vom UCLA Huntington Disease Centre of Excellence rekrutiert, wo sie alle 6–12 Monate fortlaufenden neurologischen Untersuchungen und dem Abschluss aller Teile des UHDRS unterzogen werden. Zur Teilnahme werden Probanden eingeladen, bei denen aufgrund entsprechender motorischer Anzeichen und eines bestätigenden Gentests oder einer bekannten Familienanamnese mit Huntington-Krankheit eine Huntington-Krankheit diagnostiziert wurde. Gesunde Kontrollpersonen werden auch über Ehepartner oder andere nicht betroffene Verwandte der Patienten aus der Klinik rekrutiert. Darüber hinaus werden aus früheren Studien gewonnene Kontrollpersonendaten nach Altersabgleich verwendet. Alle Probanden müssen über 21 Jahre alt und frei von anderen medizinischen Erkrankungen sein, die ebenfalls die Gehirnfunktion beeinträchtigen könnten, und können eine Einverständniserklärung abgeben. Eine leichte Huntington-Krankheit ist definiert als ein TFC-Wert (Total Functional Capacity) auf dem UHDRS von 11–13, eine mäßige Huntington-Krankheit ist definiert als ein TFC-Wert von 7–10, und normale Kontrollpersonen sind frei von neurologischen oder psychiatrischen Erkrankungen. Die Probanden sind mindestens 10 Tage vor der QEEG-Untersuchung frei von Antipsychotika oder Antidepressiva, Benzodiazepinen oder anderen Medikamenten, von denen bekannt ist, dass sie die Funktion des Zentralnervensystems beeinträchtigen.

Alle Probanden werden einer QEEG-Aufzeichnung auf ähnliche Weise wie in der Klinik unterzogen, wobei Verfahren verwendet werden, die in anderen Protokollen vom UCLA Medical IRB genehmigt wurden und mit den von ABRET (American Board of Registered Electroencephalographic Technologists) veröffentlichten klinischen Standard-EEG-Verfahren übereinstimmen. Aufzeichnungselektroden werden mit einer Elektrodenkappe (ElectroCap, Inc., Eaton OH) auf der Kopfhaut angebracht; Elektroden sind so angeordnet, dass sie die elektrische Aktivität aller wichtigen Gehirnregionen aufzeichnen, wobei eine Standarderweiterung des International 10-20-Systems verwendet wird (Abbildung 1). Aufzeichnungselektroden sind mit einem Isolationsverstärker verbunden, der Teil des digitalen EEG-Systems ist (NuAmp System, NeuroScan, Inc., El Paso, TX). Die Daten werden in Echtzeit auf der Computerfestplatte aufgezeichnet. Während der Aufnahme ruhen sich die Probanden in einem ruhigen Raum mit gedämpfter Beleuchtung im Zustand maximaler Wachsamkeit mit geschlossenen Augen aus; Die EEG-Techniker warnen die Probanden, wenn auf dem Computermonitor Schläfrigkeit erkennbar ist. Die Daten werden während der Aufzeichnung in Echtzeit auf einem Computermonitor angezeigt, mit einstellbarer Filterung und Verstärkung, um die Identifizierung von EEG-Mustern und Artefakten zu erleichtern. Die Daten werden mit einem Bandpassfilter von 0,3 bis 70 Hz erfasst und mit einer Rate von 250 Samples/Kanal/Sekunde digitalisiert. Die Daten werden mit einer Pz-Referenzmontage aufgezeichnet und die NeuroScan-Software formatiert die Daten dann entsprechend den Anforderungen für die Cordanzberechnungen in bipolare Montagen um. Es werden drei EOG-Ableitungen verwendet (RIO-A2, ROC-A2 und LOC-A1), damit seitliche, horizontale oder schräge Augenbewegungsartefakte leicht erkannt werden können. Daten für die quantitative Analyse werden aus den gemäß Standardverfahren aufgezeichneten Daten ausgewählt: Jedes EEG wird von einem Techniker überprüft und die ersten 20–32 Sekunden artefaktfreier Daten werden zur Verarbeitung ausgewählt, um die absolute und relative Stärke in vier zu erhalten Frequenzbänder (0,5–4 Hz, 4–8 Hz, 8–12 Hz und 12–20 Hz), nachdem die Auswahl von einem zweiten Techniker bestätigt wurde; Beide Techniker sind für den klinischen Status blind, während sie die Auswahl treffen oder überprüfen.

Für jedes Fach werden zwei QEEG-Maße berechnet. Die erste davon ist die Kordanz, die mithilfe eines Algorithmus berechnet wird, der an anderer Stelle detailliert beschrieben wurde (Leuchter et al., 1999). Cordance basiert auf einer Normalisierung der absoluten und relativen Leistungswerte über alle Elektrodenstandorte und alle Frequenzbänder für eine bestimmte Aufzeichnung. Cordance-Werte haben einen stärkeren Zusammenhang mit der zerebralen Perfusion im Gehirngewebe, das unter jeder Elektrodenstelle liegt, als dies bei Standard-QEEG-Leistungsmessungen der Fall ist. Das zweite zu untersuchende QEEG-Maß ist die QEEG-Kohärenz (Leuchter et al., 1992; 1994b), ein Maß für die gemeinsame funktionelle Aktivität zwischen Gehirnregionen. Kohärenzwerte liegen zwischen 0 und 1 und entsprechen einem Korrelationskoeffizienten, wobei Werte nahe 1 eine hochkoordinierte Gehirnaktivität bedeuten. Kohärenz spiegelt nicht nur die kortikale Aktivität wider, sondern auch die Funktion tiefer Strukturen der grauen Substanz, die die kortikale Aktivität koordinieren, sowie der Bahnen der weißen Substanz, die Gehirnregionen verbinden.