Ηλεκτροφυσιολογική μελέτη του ύπνου σε ασθενείς με ήπια νοητική έκπτωση

Abstract

In this study comparative data on sleep and its features (macro- and microstructure, presence of sleep disorders) of cognitive impaired patients (predementia/dementia forms) and age and sex-matched healthy controls, are presented; the overall aim is to assess possible biomarkers of early diagnosis and progression of dementia. Initially, 30 amnestic mild cognitive impairment – aMCI patients (19 males, 11 females mean age 72.9 6.6 years) vs. 18 mild-moderate Alzheimer’s disease – AD patients (9 males, 9 females m.a. 70 10.6) vs. 24 healthy elderly (14 males, 10 females m.a. 72.7 12.7) are compared. Both macro- and microstructure data, show a “continuum” regarding sleep features deterioration along the cognitive impairment (e.g., increase of stage 1, decrease of stage2 and NREM/REM cycles, increase of apnea severity, loss of sleep spindle –SS– coherence between the hemispheres). To better assess sleep microstructure, an automatic system for SS detection in demented and pre-demented forms was developed, by using 2 AD patients (1 male 75 ys, 1 female 76 ys), 7 aMCI (7 females m.a 75.7 5.8) and 2 different control groups: A (3 males, 26 ys), B (3 males, 1 female m.a. 67 7). The reliability of this Artificial Neural Network Automatic SS Detection System – ANNASSDS – was proven. Then data on a comparative study between early AD vs early Frontotemporal Dementia (behavioral variant) – bvFTD patients are presented. 12 AD (7 males, 5 females, m.a. 64.5 ± 8.0) vs 12 FTD patients (7 males, 5 females, m.a. 61.0 ± 7.0) of comparable age, cognitive impairment, but with significantly less disease duration for FTD, are compared. The overall sleep profile (e.g. sleep stages latencies, NREM/REM cycles) is worse for FTD. Given that primary sleep disorders (e.g. sleep apnea) equally burden both groups, in order to explain these results a “central” etiology theory is proposed. The ANNASSDS is implemented to investigate if characteristics of SS, which have a protective role in sleep, and their distribution, could provide an insight on the above-mentioned “central” theory. The results are interesting: SS in both groups are equally decreased compared to normative values; SS decrease in FTD is shown for the first time. Moreover SS distribution matches with the pathological lesions; hence, SS in frontal regions are more prominent among AD patients while they are decreased in FTD.

Στην παρούσα μελέτη παρατίθενται συγκριτικά δεδομένα που αφορούν στον ύπνο και στα στοιχεία αυτού (μακροδομή, μικροδομή καθώς και διαταραχές του), τα οποία προέρχονται από ασθενείς με ανοϊκές ή προανοϊκές συνδρομές καθώς και από υγιείς μάρτυρες αναλόγου φύλου και ηλικίας, με απώτερο σκοπό την προσπάθεια εξεύρεσης δεικτών πρώιμης διάγνωσης των ανοϊκών συνδρομών. Συγκεκριμένα, αρχικά συγκρίθηκαν 30 ασθενείς με αμνησιακού τύπου ήπια νοητική έκπτωση - aMCI (19 άνδρες, 11 γυναίκες μ.ο. ηλικίας 72.9 6.6), με 18 ασθενείς με ήπιας-μέτριας βαρύτητας νόσο Alzheimer - AD (9 άνδρες, 9 γυναίκες μ.ο. ηλικίας 70 10.6) και 24 υγιείς μάρτυρες (14 άνδρες, 10 γυναίκες μ.ο. ηλικίας 72.7 12.7). Τα αποτελέσματα των στοιχείων τόσο της μακρο- όσο και της μικροαρχιτεκτονικής ανέδειξαν κάποια μορφή ακολουθίας – “continuum” όσον αφορά την επιδείνωση των διαταραχών του ύπνου, η ένταση των οποίων είναι ανάλογη με τη νοητική επιδείνωση από το φυσιολογικό γήρας ως το AD. Συγκεκριμένα στην πορεία αυτή (από το φυσιολογικό γήρας προς το AD) ο ύπνος γίνεται ελαφρύτερος (αύξηση του σταδίου 1 με ταυτόχρονη ελάττωση του σταδίου 2), πιο κατακερματισμένος ενώ φαίνεται να χάνει τη φυσιολογική κυκλικότητα των φάσεών του (κύκλοι NREM/REM). Eπίσης, οι πρωτοπαθείς διαταραχές του ύπνου, π.χ. υπνική άπνοια γίνονται όλο και πιο εμφανείς. Αντίστοιχα και η μελέτη της μικροαρχιτεκτονικής ανέδειξε ανάλογα στοιχεία, όπου παράλληλα με τη νοητική επιδείνωση, παρατηρείται προοδευτική καθυστέρηση στο συγχρονισμό της φλοιικής εμφάνισης των υπνικών ατράκτων στα αντίπλευρα εγκεφαλικά ημισφαίρια. Για την μελέτη της μικροδομής του ύπνου και συγκεκριμένα για τον προσδιορισμό του πληθυσμού των υπνικών ατράκτων, έγινε «εκπαίδευση» ενός αυτόματου συστήματος ανίχνευσης υπνικών ατράκτων (Τεχνητό Νευρωνικό Δίκτυο – ΤΝΔ) σε δείγμα 2 ασθενών με AD (1 άνδρας, 1 γυναίκα 75 και 76 χρ. αντίστοιχα), 7 ασθενών aMCI (7 γυναίκες μ.ο. ηλικίας 75.7 5.8) και σε δύο διαφορετικές ομάδες υγιών μαρτύρων α) 3 ενηλίκων (άνδρες ηλικίας 26 χρ) και β) 4 ηλικιωμένων (3 άνδρες, 1 γυναίκα μ.ο ηλικίας 67 7 χρ.). Η λειτουργία και η αξιοπιστία του ΤΝΔ ήταν ικανοποιητικές. Ακολούθησε συγκριτική μελέτη του ύπνου και των παραμέτρων αυτού σε δύο ομάδες ασθενών με φλοιώδη άνοια (σε αρκετά πρώιμο στάδιο): ο ύπνος 12 ασθενών με μετωποκροταφική άνοια (συμπεριφορική μορφή) - bvFTD (7 άνδρες, 5 γυναίκες, μ.o. ηλικίας 61.0 ± 7.0) συγκρίθηκε με αυτόν 12 ασθενών με AD (7 άνδρες, 5 γυναίκες, μ.o. ηλικίας 64.5 ± 8.0). Οι δύο ομάδες ασθενών παρουσιάζουν ίδια βαρύτητα νοητικής έκπτωσης, ενώ διαφέρουν σημαντικά στη διάρκεια νόσου. Έτσι οι ασθενείς με FTD καίτοι έχουν σχεδόν μισή διάρκεια νόσου εμφανίζουν ένα προφίλ ύπνου αρκετά διαταραγμενο ίδιο και χειρότερο σε σχέση με εκείνο των ασθενών με AD. Συγκεκριμένα σχεδόν το σύνολο των υπνικών παραμέτρων (λανθάνοντες χρόνοι επέλευσης σταδίων, κυκλικότητα ΝREM/REM) στους FTD είναι χειρότεροι εκείνων των AD. Τέλος, δεδομένων των διαφορών των ευρημάτων στον ύπνο σε αυτές τις δύο κατηγορίες άνοιας (AD, FTD), δομείται το σκεπτικό και η υπόθεση μιας πιθανής «κεντρικής» αιτιολογίας όσον αφορά τις προαναφερθείσες διαφορές. Έτσι χρησιμοποιείται το ΤΝΔ αυτόματης ανίχνευσης ατράκτων για την προσέγγιση υπνικών διαταραχών κεντρικής αιτιολογίας αλλά και ως δυνητικά έμμεσος δείκτης νευροεκφύλισης. Τα αποτελέσματα από την εφαρμογή του TΝΔ είναι ενδιαφέροντα. Κατ’ αρχήν τόσο οι ασθενείς με ΑD όσο και εκείνοι με FTD έχουν ομοίως συνολικό μειωμένο αριθμό ατράκτων όταν συγκρίνονται με υγιείς μάρτυρες ίδιας ηλικίας. Έτσι αναλογικά με τα αποτελέσματα της μακροαρχιτεκτονικής και τα στοιχεία της μικροαρχιτεκτονικής δείχνουν ότι οι ασθενείς με FTD σε μισό χρόνο νόσου παρουσιάζουν ανάλογη διαταραχή ύπνου με τους ασθενείς με AD. Έτσι για πρώτη φορά βιβλιογραφικά φαίνεται ότι και οι ασθενείς με FTD έχουν μειωμένο αριθμό ατράκτων. Επίσης πολύ ενδιαφέρον είναι το γεγονός ότι η κατανομή του πληθυσμού των ατράκτων φαίνεται να αντιστοιχεί στις ανατομοπαθολογικές βλάβες των υποκείμενων νόσων. Συγκεκριμένα στους επιμέρους πληθυσμούς των ατράκτων φαίνεται ότι οι ασθενείς με FTD έχουν περισσότερες ατράκτους από τους ασθενείς με AD στις κεντρικές απαγωγές ενώ αντιθέτως οι τελευταίοι στις μετωπιαίες.