Comparative analysis of the electroencephalogram in patients with Alzheimer's disease, diffuse axonal injury patients and healthy controls using LORETA analysis / Análise comparativa do eletroencefalograma em pacientes com doença de alzheimer, lesão axonal difusa e controles saudáveis: e análise loreta

ABSTRACT Alzheimer's disease (AD) is a dementia that affects a large contingent of the elderly population characterized by the presence of neurofibrillary tangles and senile plaques. Traumatic brain injury (TBI) is a non-degenerative injury caused by an external mechanical force. One of the main causes of TBI is diffuse axonal injury (DAI), promoted by acceleration-deceleration mechanisms. Objective: To understand the electroencephalographic differences in functional mechanisms between AD and DAI groups. Methods: The study included 20 subjects with AD, 19 with DAI and 17 healthy adults submitted to high resolution EEG with 128 channels. Cortical sources of EEG rhythms were estimated by exact low-resolution electromagnetic tomography (eLORETA) analysis. Results: The eLORETA analysis showed that, in comparison to the control (CTL) group, the AD group had increased theta activity in the parietal and frontal lobes and decreased alpha 2 activity in the parietal, frontal, limbic and occipital lobes. In comparison to the CTL group, the DAI group had increased theta activity in the limbic, occipital sublobar and temporal areas. Conclusion: The results suggest that individuals with AD and DAI have impairment of electrical activity in areas important for memory and learning.

RESUMO A dooença de Alzheimer (DA) é uma demência que acomete uma grande parcela da população idosa e caracteriza-se pela presença de emaranhados neurofibrilares e placas senis. O traumatismo cranioencefálico (TCE) é uma lesão não degenerativa causada por uma força mecânica externa. Uma das principais causas de TCE é a lesão axonal difusa (LAD), causada por mecanismos de aceleração-desaceleração. Objetivo: Entender as diferenças dos mecanismos funcionais entre os grupos - DA e LAD do ponto de vista eletroencefalográfico. Métodos: Participaram deste estudo 56 indivíduos adultos. Destes, 20 com DA, 19 com LAD e 17 adultos saudáveis submetidos ao EEG de alta resolução com 128 canais. As fontes corticais dos ritmos do EEG foram estimadas pela análise por tomografia eletromagnética exata de baixa resolução (eLORETA). Resultados: A análise por eLORETA mostrou que, em comparação ao grupo controle (CTL), o grupo DA apresentou aumento da atividade teta nos lobos parietal e frontal e diminuição da atividade alfa 2 nos lobos parietal, frontal, límbico e occipital. Em comparação ao grupo CTL, o grupo LAD apresentou aumento da atividade teta nas áreas límbica, occipital sub-lobar e temporal. Conclusão: Os resultados sugerem que os indivíduos com DA e com LAD apresentam comprometimento da atividade elétrica em áreas importantes para a memória e aprendizagem.

Alpha power oscillation in the frontal cortex under Bromazepam and Modafinil effects / Oscilações da potência alfa no córtex frontal sob influência do Bromazepam e Modafinil

ABSTRACTObjective Our aim was to investigate and compare the neuromodulatory effects of bromazepam (6 mg) and modafinil (200 mg) during a sensorimotor task analyzing the changes produced in the absolute alpha power.Method The sample was composed of 15 healthy individuals exposed to three experimental conditions: placebo, modafinil and bromazepam. EEG data were recorded before, during and after the execution of the task. A three-way ANOVA was applied, in order to compare the absolute alpha power among the factors: Group (control, bromazepam and modafinil) Condition (Pre and Post-drug ingestion) and Moment (pre and post-stimulus).Results Interaction was found between the group and condition factors for Fp1, F4 and F3. We observed a main effect of moment and condition for the Fp2, F8 and Fz electrodes.Conclusion We concluded that drugs may interfere in sensorimotor processes, such as in the performance of tasks carried out in an unpredictable scenario.

RESUMOObjetivo Investigar e comparar os efeitos neuromoduladores do bromazepam (6mg) e modafinil (200mg), durante a prática de uma tarefa sensoriomotora, analisando as modificações produzidas na potência absoluta de alfa.Método A amostra foi composta por 15 indivíduos saudáveis, expostos a três condições experimentais: Placebo, modafinil e bromazepam. Dados eletroencefalográficos foram registrados antes, durante e após a execução da tarefa motora. Um ANOVA three-way foi aplicado para comparar a potência absoluta de alfa nos fatores Grupo (controle, bromazepam e modafinil), Condição (Pré e Pós ingestão da droga) e Momento (Pré e Pós estimulo).Resultados Verificou-se interação entre os fatores grupo e condição para os eletrodos Fp1, F4 e F3. Observamos um efeito principal para momento e condição nos eletrodos Fp2, F8 e Fz.Conclusão Concluímos que as drogas, podem interferir em processos sensoriomotores, como no desempenho de tarefas executadas em um cenário imprevisível.

Alzheimer's disease qEEG: spectral analysis versus coherence. which is the best measurement? / EEGq na doença de Alzheimer: análise espectral versus coerência. O que é melhor?

There is evidence in electroencephalography that alpha, theta and delta band oscillations reflect cognitive and memory performances and that quantitative techniques can improve the electroencephalogram (EEG) sensitivity. This paper presents the results of comparative analysis of qEEG variables as reliable markers for Alzheimer's disease (AD). We compared the sensitivity and specificity between spectral analysis (spectA) and coherence (Coh) within the same group of AD patients. SpectA and Coh were calculated from EEGs of 40 patients with mild to moderate AD and 40 healthy elderly controls. The peak of spectA was smaller in the AD group than in controls. AD group showed predominance of slow spectA in theta and delta bands and a significant reduction of inter-hemispheric Coh for occipital alpha 2 and beta 1 and for frontal delta sub-band. ROC curve supported that alpha band spectA was more sensitive than coherence to differentiate controls from AD.

Há evidências de que as oscilações das bandas teta, alfa e delta no eletroencefalograma podem refletir diferenças na cognição e memória; a sensibilidade deste método diagnóstico pode ser melhorada por técnicas de quantificação. Comparamos a sensibilidade e especificidade entre a análise espectral (spectA) e coerência (Coh) dentro do mesmo grupo de pacientes com doença de Alzheimer (DA) e contra um grupo controle. SpectA e Coh foram calculadas a partir de EEGs de 40 pacientes com DA leve a moderada e 40 idosos saudáveis. O pico do espectro foi menor no grupo DA que nos controles. O grupo DA também apresentou um espectro mais lento nas bandas teta e delta e menor coerência inter-hemisférica para as sub-bandas alfa 2 e beta 1 posterior e delta frontal. A curva ROC suporta que a análise espectral da banda alfa foi mais sensível que a coerência para diferenciar controles de DA.

Cognitive rehabilitation following traumatic brain injury / Reabilitação cognitiva após traumatismo crânio encefálico

Abstract Annually, some 500,000 people are hospitalized with brain lesions acquired after traumatic brain injury (TBI) in Brazil. Between 75,000 and 100,000 individuals die within hours of the event and 70,000 to 90,000 evolve to irreversible loss of some neurological function. The principal causes of TBI include motor vehicle accidents (50%), falls (21%), assaults and robberies (12%) and accidents during leisure activities (10%). Within this context, cognitive rehabilitation, a clinical area encompassing interdisciplinary action aimed at recovery as well as compensation of cognitive functions altered as a result of cerebral injury, is extremely important for these individuals. Therefore, the aim of this study was to review the basic concepts related to TBI, including mechanisms of injury, severity levels of TBI, the most common findings in moderate and severe TBI survivors, and the most frequent cognitive impairments following TBI, and also to discuss the strategies used to handle patients post-TBI. The study results yielded relevant information on a structured cognitive rehabilitation service, representing an alternative for patients and families afflicted by TBI, enabling the generation of multiple research protocols.

Resumo Anualmente, 500 mil pessoas são hospitalizadas com lesão cerebral adquirida após traumatismo crânio-encefálico (TCE) no Brasil. Setenta e cinco a cem mil pessoas morrem poucas horas após o evento e 70 a 90 mil evoluem para perda irreversível de alguma função neurológica. Entre as principais causas de TCE estão os acidentes automobilísticos (50%), quedas (21%), assaltos e roubos (12%) e atividades de lazer (10%). Dentro deste contexto, a reabilitação cognitiva, uma área clínica de atuação interdisciplinar em busca de recuperação, tanto quanto a compensação de alterações das funções cognitivas resultantes de lesão cerebral, é extremamente importante para estes indivíduos. Portanto, neste estudo, foram revisados os conceitos básicos relacionados ao TCE, tais como os mecanismos de lesão, os níveis graves de TCE, os achados mais comuns em sobreviventes de TCE moderado e grave e as deficiências cognitivas mais comuns após TCE e discutidas as estratégias utilizadas para lidar com pacientes pós-TCE. Como resultado, nosso estudo irá fornecer informações relevantes relacionadas com um serviço de reabilitação cognitiva estruturada e, certamente, irá oferecer uma alternativa para pacientes e famílias vítimas de TCE e, portanto, gerar múltiplos protocolos de pesquisa.

Reabilitação cognitiva após traumatismo crânio encefálico: [revisão] / Cognitive rehabilitation followingtraumatic brain injury: [review]

Annually, some 500,000 people are hospitalized with brain lesions acquired after traumatic brain injury (TBI) in Brazil. Between 75,000 and 100,000 individuals die within hours of the event and 70,000 to 90,000 evolve to irreversible loss of some neurological function. The principal causes of TBI include motor vehicle accidents (50%), falls (21%), assaults and robberies (12%) and accidents during leisure activities (10%). Within this context, cognitive rehabilitation, a clinical area encompassing interdisciplinary action aimed at recovery as well as compensation of cognitive functions altered as a result of cerebral injury, is extremely important for these individuals. Therefore, the aim of this study was to review the basic concepts related to TBI, including mechanisms of injury, severity levels of TBI, the most common findings in moderate and severe TBI survivors, and the most frequent cognitive impairments following TBI, and also to discuss the strategies used to handle patients post-TBI. The study results yielded relevant information on a structured cognitive rehabilitation service, representing an alternative for patients and families afflicted by TBI, enabling the generation of multiple research protocols.

Anualmente, 500 mil pessoas são hospitalizadas com lesão cerebral adquirida após traumatismo crânio-encefálico (TCE) no Brasil. Setenta e cinco a cem mil pessoas morrem poucas horas após o evento e 70 a 90 mil evoluem para perda irreversível de alguma função neurológica. Entre as principais causas de TCE estão os acidentes automobilísticos (50%), quedas (21%), assaltos e roubos (12%) e atividades de lazer (10%). Dentro deste contexto, a reabilitação cognitiva, uma área clínica de atuação interdisciplinar em busca de recuperação, tanto quanto a compensação de alterações das funções cognitivas resultantes de lesão cerebral, é extremamente importante para estes indivíduos. Portanto, neste estudo, foram revisados os conceitos básicos relacionados ao TCE, tais como os mecanismos de lesão, os níveis graves de TCE, os achados mais comuns em sobreviventes de TCE moderado e grave e as deficiências cognitivas mais comuns após TCE e discutidas as estratégias utilizadas para lidar com pacientes pós-TCE. Como resultado, nosso estudo irá fornecer informações relevantes relacionadas com um serviço de reabilitação cognitiva estruturada e, certamente, irá oferecer uma alternativa para pacientes e famílias vítimas de TCE e, portanto, gerar múltiplos protocolos de pesquisa.

EEG alpha peak frequency analysis during memorizing of figures in patients with mild cognitive impairment / Análise do pico de frequência alfa do EEG durante a memorização de figuras em pacientes com comprometimento cognitivo leve

OBJECTIVE: To investigate spectral analysis of electroencephalograms (EEG) for the alpha frequency band during rest and cognitive stimulation in healthy adults and individuals with mild cognitive impairment. METHOD: We analyzed 56 EEGs from 28 patients, 7 men and 21 women, 12 of whom (40 percent) were controls, 16 patients with mild cognitive impairment (60 percent). Ages ranged from 61 to 83 years. All individuals were patients in the Psycho-geriatric Out-patients Clinic of LIM-27, of the Psychiatric Institute of the Clinicas Hospital of the Faculty of Medicine of the University of São Paulo, IPq-HCFMUSP, between 2004 and 2007. Each patient underwent two exams with an interval of at least six months between them. During the exam, performed after a period of wakefulness and rest, the patients memorized series of pictures. RESULTS: Analysis of spectral potential both at rest and during the memorizing task showed no statistical differences between baseline and final recordings. CONCLUSION: Spectral analysis of EEGs showed coherent results with the clinical stability of the patients evaluated but was unable to distinguish between the control group and patients with MCI. Future studies should include a larger sample and a longer follow up.

OBJETIVO: Realizar a análise espectral da banda de frequência alfa do EEG em adultos saudáveis, com comprometimento cognitivo leve (CCL), durante o repouso e a estimulação cognitiva. MÉTODO: Analisamos 56 EEGs de 28 pacientes, 7 homens e 21 mulheres, 12 dos quais (40 por cento) controles, 16 pacientes com CCL (60 por cento), com idades entre 61 a 83 anos.Todos os pacientes foram atendidos no serviço de psicogeriatria do LIM 27, do Instituto de Psiquiatria da Faculdade de Medicina da USP,entre os anos de 2004 a 2007, sendo que cada paciente realizou 2 exames com intervalo de 6 meses entre eles. Os registros dos EEGs foram realizados em repouso e durante a realização de atividade de memorização de figuras. RESULTADOS: A analise espectral durante o repouso e a tarefa de memorização não mostraram diferenças estatísticas entre os EEGs iniciais e finais. CONCLUSÃO: A análise espectral dos EEGs mostrou-se coerente com a estabilidade clínica dos dois grupos, no entanto não foi capaz de distinguir o grupo controle do grupo CCL. Estudos futuros deverão incluir um maior número de indivíduos por um tempo maior de seguimento.

Electroencephalographic changes after one nigth of sleep deprivation

Privação total ou parcial de sono causa efeitos deletérios em diferentes funções cognitivas e psicomotoras, que podem estar relacionados às mudanças eletrofísiológicas frequentemente observadas. No presente estudo, investigou-se os efeitos de uma noite de privação de sono nas respostas eletrencefalográficas de repouso. O protocolo experimental consistiu na coleta e gravação dos dados do qEEG de onze sujeitos jovens e saudáveis antes (momento baseline) e após (momento 2) uma noite de privação de sono. Todos os dados sofreram transformação logarítmica, que evidenciou um aumento significativo nas potências relativas de teta T6 (p=0,041), O2 (p=0,018) e OZ (p=0,028); e delta T6 (p=0,043). As bandas de freqüência mais rápidas alfa Fp1 (p=0,040), F3 (p=0,013), Fp2 (p=0,033), T4 (p=0,050), T6 (p=0,018), O2 (p=0,011), Oz (p=0,025) e beta (p=0,022) apresentaram reduções significativas na potência absoluta. Os resultados demonstram que o espectro de potência exibe diferenças específicas em freqüências de bandas diferentes, e corroboram para a premissa de que o cérebro, após privação ou perda de sono, promove ajustes e adaptações locais, ao invés de globais.

Efeitos neuromoduladores do bromazepam quando indivíduos são expostos a uma tarefa de aprendizagem motora: eletrencefalografia quantitativa (EEGq) / Neuromodulatory effects of bromazepam when individuals were exposed to a motor learning task: quantitative electroencephalography (qEEG)

Os efeitos sedativos do bromazepam no desempenho cognitivo têm sido amplamente investigados. Várias abordagens têm sido implementadas no intuito de avaliar a influência do bromazepam em sujeitos submetidos à tarefa motora. Neste contexto, o presente estudo objetiva avaliar as alterações eletrofisiológicas em sujeitos expostos à tarefa de datilografia e tratados com bromazepam (6 mg). Os dados do EEGq foram gravados simultaneamente à tarefa. Em particular, a potência relativa na banda delta (0,5-3,5 Hz) foi analizada. O tempo de execução e erros durante a tarefa foram considerados variáveis comportamentais. O grupo experimental (bromazepam 6 mg) demonstrou melhor desempenho e valores de potência relativa mais elevados que o grupo controle (placebo). Estes resultados sugerem que menor nível de ansiedade favorece o desempenho motor.