Entwicklung einer EEG-Diagnostik für die Alzheimer-Krankheit

Patienten mit der Diagnose einer sporadischen und spät einsetzenden Alzheimer-Demenz, MCI und DLB, die von einem Subspezialisten für Demenz untersucht wurden, erfüllen die veröffentlichten Diagnosekriterien und EEGs werden durch schriftliche Einverständniserklärung eingeholt. In Bezug auf präsymptomatische Patienten haben wir zuvor gezeigt, dass das mittlere Alter der MCI-Diagnose in unserer Kohorte 73 Jahre beträgt und dass der präklinische kognitive Rückgang bereits 20 Jahre vor der klinischen Diagnose beginnt, aber auch vom APOE-Genotyp beeinflusst wird. Teilnahmeberechtigt sind daher unbeeinträchtigte APOE e4/4-Homozygoten im Alter von 65–75 Jahren und APOE e3/4-Heterozygoten im Alter von 75–85 Jahren für die präklinische AD-Untergruppe sowie nach Alter, Geschlecht und Bildung übereinstimmende APOE e4-Nichtträger für die nicht betroffenen Kontrollen. Die Biomarker-Bestätigung für die präklinische Diagnose wird so weit wie möglich genutzt (eine Untergruppe von 130 Mitgliedern unserer Kohorte hat sich einer Amyloid-PET unterzogen, was dazu führt, dass etwa 45 Amyloid-positiv sind). EEG-Daten werden im Wachzustand mit 15 Minuten geöffneten Augen und 15 Minuten geschlossenen Augen durchgeführt. Eine 32-Elektroden-Kappe wird nach dem anatomischen 10-20-System von zertifizierten EEG-Technikern angebracht. Die Daten werden mit einem forschungstauglichen EEG-System mit FDA 510(k)-Zulassung für den Einsatz im medizinischen Kontext aufgezeichnet. Die Probanden sitzen in einem Testraum mit minimaler Ablenkung. Ein EEG-Techniker wird dem Probanden eine Kappe mit NN-Ag/AgCl-Elektroden anbringen, die gemäß dem internationalen 10-10-System platziert sind, und sicherstellen, dass die Elektrodenimpedanzen unter 10 kΩ bleiben. Die Probanden werden angewiesen, Bewegungen zu minimieren und in einem entspannten, aber wachen Zustand zu bleiben. Wir werden fünfzehn Minuten lang ein Ruhe-EEG mit offenen Augen aufzeichnen. Anschließend werden die Probanden angewiesen, die Augen zu schließen, und daran erinnert, entspannt, aber wach zu bleiben. Außerdem zeichnen wir fünfzehn Minuten lang ein Ruhe-EEG mit geschlossenen Augen auf. Während der Aufnahmesitzung überwacht ein Forscher das Verhalten des Probanden und das EEG-Signal. Der Forscher wird die Testperson kurz dazu auffordern, wach zu bleiben, wenn das Verhalten der Testperson oder die EEG-Spuren Anzeichen von Schläfrigkeit zeigen. Alle Daten werden anonymisiert und dann zur Analyse über sichere verschlüsselte Methoden an das Forschungs- und Entwicklungsteam von SPARK Neuro übertragen. Die Daten werden auf passwortgeschützten Computersystemen gespeichert und nur das erforderliche Forschungs- und Forschungsunterstützungspersonal von SPARK Neuro hat Zugriff auf die Daten. Das Forschungs- und Entwicklungsteam von SPARK Neuro wird anonymisierte Patientendaten analysieren, um die Ziele dieses Vorschlags zu erreichen. SPARK Neuro wird verschiedene Techniken verwenden, einschließlich der Standardtechniken der EEG-Analyse (z. B. Filterung, Skalierung, Analyse unabhängiger Komponenten), bestimmte Ansätze, die sich in der Literatur zur EEG-Klassifizierung der Alzheimer-Krankheit als erfolgreich erwiesen haben (z. B. Kohärenz, relative Leistung in Standardfrequenzbändern, funktionale Konnektivität, spektrale Entropie) sowie Ansätze aus der breiteren Literatur zum maschinellen Lernen und EEG (z. B. spektrales Clustering, Faltungs-Neuronale Netze, Kreuzfrequenzkopplung, nichtlineare Kernel, fraktale Katz-Dimension, Strahlformung).