Biofeedback EEG para melhorar a memória em adultos com demência (QMFFTD)

Objetivos e Significado

1. Qual é (são) o(s) objetivo(s) primário(s) do estudo O objetivo deste estudo é avaliar a eficácia do treinamento de biofeedback para aumentar o fluxo sanguíneo cerebral regional (CBF) e o pico de frequência alfa (PAF) nos sintomas cognitivos e comportamentais de demência frontotemporal (FTD). Também mediremos os efeitos da fotoestimulação conduzida por EEG durante o neurofeedback de PAF no aprendizado de estados de PAF mais altos e resultados clínicos relacionados.
2. Qual é (são) o(s) objetivo(s) secundário(s) do estudo Uma diversidade de variáveis ​​clínicas, neuropsicológicas e fisiológicas será coletada neste estudo. Por exemplo, uma avaliação quantitativa completa de EEG (QEEG) de 19 canais será realizada na admissão. A relação entre a potência e a coerência do EEG e os sintomas desse distúrbio podem potencialmente fornecer uma importante contribuição para a literatura sobre a utilidade do QEEG para o diagnóstico diferencial.

Um objetivo adicional do estudo é contribuir para a compreensão de como funciona o neurofeedback. Por exemplo, faremos medições para determinar se aprender a controlar o PAF envolve a consciência de algum estado subjetivo interno relacionado ao PAF. Além disso, o efeito do sinal de recompensa em uma onda cerebral chamada P300 pode mostrar a importância de ter o tom de recompensa soando na maior parte do tempo durante as sessões de neurofeedback. Por fim, mediremos se o fluxo sanguíneo muda durante o biofeedback do EEG e se o EEG é afetado pelo biofeedback do fluxo sanguíneo.

Propomos várias medições que irão contribuir para a compreensão do mecanismo de ação do neurofeedback.

Demência frontotemporal e hiperperfusão cerebral Estudos de tomografia computadorizada por emissão de fóton único (SPECT) mostraram que o fluxo sanguíneo cerebral é significativamente reduzido nas regiões frontal e temporal em pacientes com DFT (Miller et al., 1997; Read et al., 1995). A distribuição anatômica do FSC reduzido corresponde ao padrão de déficits neuropsicológicos (McMurtray et al., 2006).

Não surpreendentemente, a ressonância magnética (MRI) e a tomografia computadorizada (TC) em pacientes com DFT mostram atrofia nas regiões frontal e temporal (Mendez et al., 1996; Neary e Snowden, 1996). No entanto, Spilled et al. (2005) levantaram a hipótese de que a neurodegeneração e a demência são em grande parte secundárias a patologias do fluxo sanguíneo cerebral. Quando comparados a controles idosos com função cognitiva ideal, os pacientes com demência do DSM-IV não diferiram significativamente dos controles idosos com relação ao número de infartos cerebrais. Pacientes dementes apresentaram significativamente mais lesões de substância branca (p=0,028) e líquido cefalorraquidiano (LCR; p=0,016), mas uma redução no fluxo sanguíneo cerebral teve o maior tamanho de efeito (p

Outro argumento para o papel central do fluxo sanguíneo na demência é que os pacientes com Alzheimer com dano cerebral (regiões de hiperintensidade do sinal de ressonância magnética) têm maior extração de oxigênio por mL/min. Ou seja, o suprimento de sangue, e não a demanda, parece ser o problema. Espera-se que a extração de oxigênio permaneça inalterada se a redução do fluxo sanguíneo for secundária ao dano tecidual (Spilt et al., 2005; Yamaji et al, 1997).

A tomografia por emissão de pósitrons (PET) em pacientes com DFT revela metabolismo reduzido da glicose nos lobos temporais frontal e anterior, mas também no giro do cíngulo, ínsula, uncus e estruturas subcorticais (Jeong et al., 2005; Garraux et al., 1999 ; Ishi et al., 1998). Grimmer e outros. (2003) realizaram um estudo longitudinal em dez pacientes diagnosticados com FTD. Na avaliação inicial, os pacientes com DFT apresentavam atividade metabólica reduzida em comparação com os controles nas áreas corticais frontais, núcleos caudados e tálamos. Em um acompanhamento de 1-2 anos, foi observada progressão significativa dos déficits originais no córtex orbitofrontal e nas estruturas subcorticais.

Dadas as evidências substanciais que ligam a demência e a DFT em particular à redução do fluxo sanguíneo cerebral, levantamos a hipótese de que treinar pacientes com DFT para aumentar o fluxo sanguíneo cerebral aliviará os sintomas da DFT e retardará o progresso da doença.

Estudos recentes sugeriram que os indivíduos podem aprender a aumentar o CBF por meio do biofeedback. Yoo et al. (2006) mostraram que os participantes que receberam feedback da atividade fMRI do córtex auditivo enquanto ouviam música foram capazes de aumentar significativamente a oxigenação sanguínea média, bem como o número de voxels significativos. Outro estudo (deCharms et al., 2005) treinou participantes para alterar a atividade de fMRI no giro cingulado anterior rostral (RACG), uma região implicada na percepção da dor. As condições de controle incluíam feedback falso ou feedback de uma região diferente do cérebro. Quando um estímulo térmico nocivo foi aplicado, os participantes diminuíram a sensação de dor quando treinados para diminuir a atividade do RACG e aumentaram a sensação de dor quando treinados para aumentar a atividade do RACG. Em outra fase do estudo, oito pacientes com dor crônica relataram diminuição da dor após treinamento de fMRI na mesma região.

A fMRI custa mais de US$ 1.000 por sessão, o que coloca essa forma de terapia fora do alcance da maioria dos pacientes. No entanto, é possível fornecer neurofeedback CBF para os 1,5 cm mais externos do córtex cerebral com um dispositivo relativamente barato que usa as propriedades de refração do hemogoblin oxigenado à luz vermelha e infravermelha (Toomim et al., 2004). Uma fonte de luz é fixada no couro cabeludo (normalmente na testa) com uma faixa de cabeça, a 3 cm de distância de um sensor infravermelho, que detecta a absorção relativa pelo sangue oxigenado. Este procedimento é conhecido como hemoencefalografia ou HEG. Toomim et al. (2004) mostraram que dez sessões melhoraram os escores de impulsividade no Teste de Variáveis ​​de Atenção (TOVA) em 28 pacientes de diversas psicopatologias. Carmen (2004) forneceu HEG frontal a 100 pacientes com enxaqueca e descobriu que 90% daqueles que completaram pelo menos seis sessões relataram melhora significativa nos sintomas da enxaqueca. Em um único estudo de caso, Mize (2004) relatou que uma criança com TDAH apresentou melhora significativa no IVA, melhora que persistiu no acompanhamento de 18 meses.

Demência frontotemporal e pico de frequência alfa

O FAP em adultos saudáveis ​​tem uma média de 10-11 Hz. Maior PAF está associado com maior desempenho de memória (Klimesch, 1997), capacidade de leitura (Suldo, 2000), vocabulário e controle de resposta (Angelakis et al., 2004a). Após uma série de tarefas cognitivas, PAF foi reduzida em pacientes com lesão cerebral traumática em comparação com controles normais, mas apenas reduzida ou não significativamente reduzida em comparação com controles durante a tarefa ou nas condições basais. Assim, Angelakis et al. (2004b) argumentou que a PAF é tanto um traço quanto um marcador de estado de preparação cognitiva. Passant et al (2005), Chan et al. (2004) e Yenner et al. (1996) todos observaram uma redução no PAF em pacientes FTD.

Nossa hipótese é que o biofeedback EEG recompensando o PAF mais alto resultará em uma melhora nos sintomas em pacientes com DFT. No biofeedback ou neurofeedback EEG, o EEG em tempo real de um indivíduo é apresentado continuamente como um sinal visual ou auditivo, e as variações desejadas são recompensadas. Um recente estudo duplo-cego controlado (Angelakis et al., 2007) mostrou que a recompensa por neurofeedback aumentou o PAF melhorou a velocidade de processamento cognitivo e a função executiva em adultos idosos normais.

A eficácia do neurofeedback como terapia foi demonstrada para transtorno de déficit de atenção e hiperatividade (TDAH), epilepsia, ansiedade e transtornos de dependência. Outros transtornos como esquizofrenia, depressão, dificuldades de aprendizagem (LD) e traumatismo cranioencefálico estão sob investigação como candidatos à terapia de neurofeedback (Monastra, 2003).

Demência frontotemporal e AVS impulsionado por EEG

Como o neurofeedback EEG, a estimulação auditiva e visual dependente de EEG (AVS), mostrou-se promissora para melhorar a função cognitiva modificando o PAF. Um corpo substancial de pesquisa demonstrou que o AVS rítmico pode induzir ritmos de EEG correspondentes à frequência de estimulação (Frederick et al., 2004). Russell (1997) relatou um estudo no qual o PAF variando continuamente de crianças com LD e TDAH foi usado como um sinal para produzir AVS alternadamente em 5% acima e 5% abaixo do PAF para intervalos de 30 segundos, para sessões de 20 minutos. Embora o objetivo teórico deste estudo fosse melhorar a flexibilidade do PAF (não alterar a frequência média), ele mostrou que o tratamento do PAF pode efetivamente tratar a disfunção cognitiva. Essas crianças mostraram ganhos significativos em medidas cognitivas e comportamentais que persistiram até os 16 meses de acompanhamento.

Nossa hipótese é que a fotoestimulação simultânea conduzida por EEG durante o neurofeedback de aprimoramento do PAF (onde as recompensas são apresentadas como tons auditivos, com os olhos fechados) aumentará a taxa de aprendizado do aprimoramento do PAF e aumentará a eficácia terapêutica em comparação com o neurofeedback do PAF sozinho. Além de ajudar a induzir PAF mais alto, a fotoestimulação rítmica tem o benefício de aumentar o CBF ao induzir ondas repetitivas de ativação em todo o cérebro. Pode, portanto, também aumentar os efeitos do treinamento HEG descrito acima na parte I.

Compreender o mecanismo de ação do neurofeedback pode potencialmente levar a métodos de tratamento mais refinados com maior eficácia. Propomos três medições que contribuiriam para uma melhor compreensão de como funciona o neurofeedback.

1. Uma prática comum no neurofeedback EEG é ajustar o sinal de recompensa para que o cliente passe a maior parte do tempo com o tom de recompensa ativado. Acredita-se que isso melhore a motivação e a adesão, mas pode haver outro motivo. Quando o tom de recompensa dispara, trata-se de um evento raro que requer uma mudança de comportamento. Essa situação é semelhante ao desenho de muitos estudos que mostraram que a ausência de um estímulo esperado evoca uma deflexão positiva no EEG chamada de onda P300. O P300 foi associado ao reflexo de orientação e a uma redefinição de fase dos ritmos EEG de fundo. Se for observado um P300 maior durante o deslocamento do tom de recompensa do que durante o início do tom de recompensa, isso sugere que o cérebro responde à perda de recompensa com um sinal elétrico que interrompe e redefine a atividade EEG em andamento. Isso forneceria suporte fisiológico independente à sabedoria clínica convencional de fornecer recompensas frequentes.
2. Alguns teóricos argumentam que a eficácia do neurofeedback depende da normalização da fisiologia anormal (por exemplo, PAF ou CBF) correlacionada com o distúrbio (Duff, 2004). Outros (Othmer, Othmer e Kaiser, 1999) argumentam que a eficácia do neurofeedback resulta das respostas adaptativas do cérebro aos estados cerebrais alterados induzidos pelo treinamento. Esse modelo é semelhante ao que explica a eficácia dos medicamentos antidepressivos e pode explicar a importância de várias sessões ao longo de semanas e meses de treinamento. Assim, mediremos se as alterações nas variáveis ​​clínicas e neuropsicológicas do teste se relacionam com as alterações do PAF e CBF (média e variância por sessão). As relações (ou a falta delas) entre as variáveis ​​fisiológicas e psicológicas deste estudo contribuirão para a compreensão do campo de como funciona o neurofeedback.
3. Uma crítica levantada contra o treinamento HEG em favor do biofeedback EEG é que as mudanças no fluxo sanguíneo são tipicamente secundárias às demandas metabólicas criadas pela atividade neuronal. Assim, não está claro se o feedback HEG está treinando uma ativação inespecífica do EEG ou se algum outro mecanismo está envolvido. Propomos medir o EEG adjacente ao local de treinamento do HEG para determinar se as alterações do HEG estão correlacionadas com a ativação do EEG (aumento de 14-21 Hz e redução da amplitude de 4-7 Hz, ou aumento do PAF). É de interesse semelhante verificar se a medida da intensidade do fluxo sanguíneo HEG aumenta durante o treinamento de PAF.