Biorretroalimentación EEG para mejorar la memoria en adultos con demencia (QMFFTD)

Objetivos y significado

1. ¿Cuáles son los objetivos principales del estudio? El propósito de este estudio es evaluar la eficacia del entrenamiento con biorretroalimentación para aumentar el flujo sanguíneo cerebral regional (CBF) y la frecuencia alfa máxima (PAF) en los síntomas cognitivos y conductuales de demencia frontotemporal (DFT). También mediremos los efectos de la fotoestimulación impulsada por EEG durante el neurofeedback PAF en el aprendizaje de estados PAF más altos y los resultados clínicos relacionados.
2. Cuál es(son) el(los) objetivo(s) secundario(s) del estudio En este estudio se recogerá(n) una diversidad de variables clínicas, neuropsicológicas y fisiológicas. Por ejemplo, se realizará una evaluación completa de EEG cuantitativo (QEEG) de 19 canales en la admisión. La relación entre la potencia y la coherencia del EEG y los síntomas de este trastorno podría proporcionar una importante contribución a la literatura sobre la utilidad del QEEG para el diagnóstico diferencial.

Un objetivo adicional del estudio es contribuir a la comprensión de cómo funciona el neurofeedback. Por ejemplo, tomaremos medidas para determinar si aprender a controlar la PAF implica la conciencia de algún estado subjetivo interno relacionado con la PAF. Además, el efecto de la señal de recompensa en una onda cerebral llamada P300 puede mostrar la importancia de que el tono de recompensa suene la mayor parte del tiempo durante las sesiones de neurofeedback. Finalmente, mediremos si el flujo sanguíneo cambia durante la biorretroalimentación EEG y si el EEG se ve afectado por la biorretroalimentación del flujo sanguíneo.

Proponemos varias medidas que contribuirán a la comprensión del mecanismo de acción del neurofeedback.

Demencia frontotemporal e hiperperfusión cerebral Los estudios de tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT) han demostrado que el flujo sanguíneo cerebral se reduce significativamente en las regiones frontal y temporal en pacientes con FTD (Miller et al., 1997; Read et al., 1995). La distribución anatómica del CBF reducido corresponde al patrón de déficits neuropsicológicos (McMurtray et al., 2006).

No es sorprendente que la resonancia magnética nuclear (RMN) y la tomografía computarizada (TC) en pacientes con FTD muestren atrofia en las regiones frontal y temporal (Mendez et al., 1996; Neary y Snowden, 1996). Sin embargo, Spilled et al. (2005) plantearon la hipótesis de que la neurodegeneración y la demencia son en gran parte secundarias a patologías del flujo sanguíneo cerebral. En comparación con los controles de edad avanzada con una función cognitiva óptima, los pacientes con demencia DSM-IV no diferían significativamente de los controles de edad avanzada con respecto al número de infartos cerebrales. Los pacientes con demencia mostraron significativamente más lesiones de sustancia blanca (p = 0,028) y líquido cefalorraquídeo (LCR; p = 0,016), pero una reducción en el flujo sanguíneo cerebral tuvo el mayor tamaño del efecto (p

Otro argumento a favor del papel central del flujo sanguíneo en la demencia es que los pacientes de Alzheimer con daño cerebral (regiones de hiperintensidad de la señal de resonancia magnética) tienen una mayor extracción de oxígeno por ml/min. Es decir, el suministro de sangre en lugar de la demanda parece ser el problema. Se esperaría que la extracción de oxígeno no se alterara si la reducción del flujo sanguíneo fuera secundaria al daño tisular (Spilt et al., 2005; Yamaji et al, 1997).

Las imágenes de tomografía por emisión de positrones (PET) en pacientes con DFT revelan un metabolismo reducido de la glucosa en los lóbulos frontal y temporal anterior, pero también en la circunvolución del cíngulo, la ínsula, el uncus y las estructuras subcorticales (Jeong et al., 2005; Garraux et al., 1999). ; Ishi et al., 1998). Grimmer et al. (2003) realizaron un estudio longitudinal en diez pacientes diagnosticados de DFT. En la evaluación inicial, los pacientes con FTD tenían una actividad metabólica reducida en comparación con los controles en las áreas corticales frontales, los núcleos caudados y los tálamos. En un seguimiento de 1-2 años, se observó una progresión significativa de los déficits originales en la corteza orbitofrontal y las estructuras subcorticales.

Dada la evidencia sustancial que relaciona la demencia y la DFT en particular con la reducción del flujo sanguíneo cerebral, planteamos la hipótesis de que entrenar a los pacientes con DFT para aumentar el flujo sanguíneo cerebral aliviará los síntomas de la DFT y retrasará el progreso de la enfermedad.

Estudios recientes han sugerido que las personas pueden aprender a aumentar el CBF a través de la biorretroalimentación. Yoo et al. (2006) demostraron que los participantes que recibieron retroalimentación de la actividad de resonancia magnética funcional de la corteza auditiva mientras escuchaban música pudieron aumentar significativamente la oxigenación sanguínea media, así como el número de vóxeles significativos. Otro estudio (deCharms et al., 2005) entrenó a los participantes para cambiar la actividad de resonancia magnética funcional en la circunvolución cingulada anterior rostral (RACG), una región implicada en la percepción del dolor. Las condiciones de control incluyeron retroalimentación simulada o retroalimentación de una región diferente del cerebro. Cuando se aplicó un estímulo térmico nocivo, los participantes experimentaron una disminución de la sensación de dolor cuando se entrenaron para disminuir la actividad de RACG y una mayor sensación de dolor cuando se entrenaron para aumentar la actividad de RACG. En otra fase del estudio, ocho pacientes con dolor crónico informaron una disminución del dolor después de la resonancia magnética funcional en la misma región.

fMRI cuesta más de $ 1000 por sesión, lo que coloca esta forma de terapia fuera del alcance de la mayoría de los pacientes. Sin embargo, es posible proporcionar neurorretroalimentación CBF para los 1,5 cm más externos de la corteza cerebral con un dispositivo relativamente económico que utiliza las propiedades refractivas de la hemoglobina oxigenada para la luz roja e infrarroja (Toomim et al., 2004). Se fija una fuente de luz al cuero cabelludo (típicamente en la frente) con una banda para la cabeza, a 3 cm de distancia de un sensor infrarrojo, que detecta la absorción relativa por parte de la sangre oxigenada. Este procedimiento se conoce como hemoencefalografía o HEG. Toomim et al. (2004) demostraron que diez sesiones mejoraron las puntuaciones de impulsividad en el Test de Variables de Atención (TOVA) en 28 pacientes de diversa psicopatología. Carmen (2004) administró HEG frontal a 100 pacientes con migraña y encontró que el 90 % de los que completaron al menos seis sesiones reportaron una mejoría significativa en los síntomas de la migraña. En un único estudio de caso, Mize (2004) informó que un niño con TDAH mostró una mejora significativa en el IVA, mejora que persistió hasta los 18 meses de seguimiento.

Demencia frontotemporal y frecuencia alfa máxima

El PAF en adultos sanos tiene una media de 10-11 Hz. Un PAF más alto se asocia con un mayor rendimiento de la memoria (Klimesch, 1997), capacidad de lectura (Suldo, 2000), vocabulario y control de la respuesta (Angelakis et al., 2004a). Después de una serie de tareas cognitivas, el PAF se redujo en pacientes con lesiones cerebrales traumáticas en comparación con los controles normales, pero solo se redujo débilmente o no significativamente en comparación con los controles durante la tarea o las condiciones de referencia. Así, Angelakis et al. (2004b) argumentaron que PAF es tanto un rasgo como un marcador de estado de preparación cognitiva. Passant et al (2005), Chan et al. (2004) y Yenner et al. (1996) todos observaron una reducción en PAF en pacientes con FTD.

Presumimos que la biorretroalimentación de EEG que recompensa un PAF más alto dará como resultado una mejora en los síntomas en pacientes con FTD. En la biorretroalimentación o neurorretroalimentación EEG, el EEG en tiempo real de un individuo se presenta continuamente como una señal visual o auditiva, y se recompensan las variaciones deseadas. Un reciente estudio doble ciego controlado (Angelakis et al., 2007) mostró que el neurofeedback gratificante aumentó el PAF y mejoró la velocidad de procesamiento cognitivo y la función ejecutiva en adultos mayores normales.

Se ha demostrado la eficacia del neurofeedback como terapia para el trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH), la epilepsia, la ansiedad y los trastornos adictivos. Otros trastornos como la esquizofrenia, la depresión, las dificultades de aprendizaje (LD) y la lesión cerebral traumática están bajo investigación como candidatos para la terapia de neurorretroalimentación (Monastra, 2003).

Demencia frontotemporal y AVS impulsado por EEG

Al igual que la neurorretroalimentación EEG, la estimulación auditiva y visual (AVS) dependiente de EEG se ha mostrado prometedora para mejorar la función cognitiva al modificar el PAF. Un cuerpo sustancial de investigación ha demostrado que el AVS rítmico puede inducir ritmos EEG correspondientes a la frecuencia de estimulación (Frederick et al., 2004). Russell (1997) informó sobre un estudio en el que la PAF continuamente variable de los niños con DA y TDAH se usó como una señal para producir AVS alternativamente al 5% por encima y al 5% por debajo de la PAF durante intervalos de 30 segundos, durante sesiones de 20 minutos. Si bien el objetivo teórico de este estudio era mejorar la flexibilidad de la PAF (no cambiar la frecuencia media), demostró que el tratamiento de la PAF puede tratar eficazmente la disfunción cognitiva. Estos niños mostraron ganancias significativas en las medidas cognitivas y conductuales que persistieron hasta los 16 meses de seguimiento.

Nuestra hipótesis es que la fotoestimulación simultánea impulsada por EEG durante la neurorretroalimentación de mejora de PAF (donde las recompensas se presentan como tonos auditivos, con los ojos cerrados) aumentará la tasa de aprendizaje de la mejora de PAF y tendrá una mayor eficacia terapéutica en comparación con la neurorretroalimentación de PAF sola. Además de ayudar a inducir un PAF más alto, la fotoestimulación rítmica tiene el beneficio de aumentar el CBF al inducir ondas repetitivas de activación en todo el cerebro. Por lo tanto, también puede mejorar los efectos del entrenamiento HEG descrito anteriormente en la parte I.

Comprender el mecanismo de acción de la neurorretroalimentación podría conducir potencialmente a métodos de tratamiento más refinados con mayor eficacia. Proponemos tres medidas que contribuirían a una mejor comprensión de cómo funciona el neurofeedback.

1. Una práctica común en el neurofeedback EEG es ajustar la señal de recompensa para que el cliente pase la mayor parte del tiempo con el tono de recompensa activado. Se cree que esto mejora la motivación y el cumplimiento, pero puede haber otra razón. Cuando el tono de recompensa se apaga, equivale a un evento raro que requiere un cambio de comportamiento. Esta situación es similar al diseño de muchos estudios que han demostrado que la ausencia de un estímulo esperado provoca una deflexión positiva en el EEG llamada onda P300. El P300 se ha asociado con el reflejo de orientación y con un reajuste de fase de los ritmos EEG de fondo. Si se observa un P300 mayor durante la compensación del tono de recompensa que durante el inicio del tono de recompensa, esto sugeriría que el cerebro responde a la pérdida de recompensa con una señal eléctrica que interrumpe y restablece la actividad EEG en curso. Esto proporcionaría un apoyo fisiológico independiente a la sabiduría clínica convencional de proporcionar recompensas frecuentes.
2. Algunos teóricos argumentan que la eficacia de la neurorretroalimentación depende de la normalización de la fisiología anormal (p. ej., PAF o CBF) que se correlaciona con el trastorno (Duff, 2004). Otros (Othmer, Othmer y Kaiser, 1999) argumentan que la eficacia del neurofeedback resulta de las respuestas adaptativas del cerebro a los estados cerebrales alterados inducidos por el entrenamiento. Este modelo es similar al que explica la eficacia de los fármacos antidepresivos y podría explicar la importancia de múltiples sesiones durante semanas y meses de entrenamiento. Así, mediremos si los cambios en las variables de las pruebas clínicas y neuropsicológicas se relacionan con los cambios de PAF y CBF (promedio y varianza por sesión). Las relaciones (o la falta de ellas) entre las variables fisiológicas y psicológicas de este estudio contribuirán a la comprensión del campo de cómo funciona el neurofeedback.
3. Una crítica planteada contra el entrenamiento HEG a favor de la biorretroalimentación EEG es que los cambios en el flujo sanguíneo suelen ser secundarios a las demandas metabólicas creadas por la actividad neuronal. Por lo tanto, no está claro si la retroalimentación HEG está entrenando una activación EEG no específica o si está involucrado algún otro mecanismo. Proponemos medir el EEG adyacente al sitio de entrenamiento de HEG para determinar si los cambios de HEG están correlacionados con la activación de EEG (14-21 Hz mejorados y amplitud reducida de 4-7 Hz, o aumento de PAF). Es de interés similar ver si la medida de la intensidad del flujo sanguíneo HEG aumenta durante el entrenamiento PAF.