Epilepsie und EKPs

Neuronale Erkrankungen und
EKPs
- Schwerpunkt: Epilepsie
Proseminar Ereigniskorrelierte Potentiale
Carola Zirpel & Maxie Bunz
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Inhalt
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Neuronale Erkrankungen und EKP‘s
Definition: Epilepsie
verschiedene Formen
EKP Forschung bei Epilepsie
Kindling-Modell
Studie
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Neuronale Erkrankungen
Degenerative Krankheiten
• Alzheimer
• Parkinson
• Erkrankungen des Cerebellums
• Huntington
Läsionen des cerebralen Gewebes durch Infarkt oder Hirnblutung
• Vaskuläre Demenz
• Hemiparese
• Aphasie
• Neglect
Entzündliche Erkrankungen
• Multiple Sklerose
• HIV
Epilepsie
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Alzheimer
• Merkmale: Neurofibrillenknäuel und Amyloidplaques
führen zu Neuronenverlust
• Schäden überall im Gehirn, besonders im medialen
Temporallappen (gedächtnisrelevant)
• führt zu Demenz (progressiv)
• erst postmortem tatsächlich
diagnostizierbar
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Alzheimer
• Zwei diagnostische Probleme:
1. Leidet der Patient überhaupt an Demenz
2. Wenn ja, ist es Alzheimer?
Zu 1:
- Messen einer verspäteten P300 Latenzzeit in der Oddball-Aufgabe
- Bei fortgeschrittener Demenz immer feststellbar, jedoch nicht bei
leichter oder sehr leichter Demenz
- Deshalb N200 zum unterscheiden von leicht dementen und
gesunden Patienten
- N200 ist bei Dementen kleiner und verzögert im auditorischen
Oddball-Experiment
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Alzheimer
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-
Zu 2: (ist es Alzheimer?)
Andere Demenzerkrankungen können relativ gut diagnostiziert
werden und so ist eine Unterscheidung von Alzheimer möglich
Huntington durch genetische Tests
Vaskuläre Demenz mittels CT
Hippocampale Aktivität nicht auf Kopfhaut messbar
Æ Aufgrunddessen ist die Diagnose durch EKP‘s bei Alzheimer nicht
notwendig, der Beitrag der EKP-Forschung zur
Alzheimererkrankung ist begrenzt
Æ Zukunft:
- N200 als diagnostischer Marker
- Möglichkeit hippocampale Aktivität von der Kopfhaut abzuleiten
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Parkinson
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Bewegungsstörung im mittleren und hohen Alter
Symptome: Ruhetremor, Muskelsteifheit, Schwierigkeiten bei
Bewegungsinitiierung, maskenartiges Gesicht, kognitive Defizite
Aufgrund von Degeneration der Substantia Nigra (verringerte
Dopaminproduktion Æ Dopaminmangel im Striatum d.
Basalganglien)
EKP-Forschung jetzt und in Zukunft:
Präzise Beschreibung der motorischen und nichtmotorischen
Beeinträchtigungen von Parkinsonpatienten (also Funktionen der
Basalganglien
Mit EKPs kann die Aktivität der Basalganglien nicht gemessen
werden (ähnlich Alzheimer), lediglich die kortikalen Konsequenzen
des Basalgangliendefizits
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Parkinson
• keine klaren Befunde zu Rolle des BP und der CNV
• Selbstinitiierte Bewegungen (BP)
- Gemessen anhand von Fingerbewegungen
- Generell: BP-Amplitude bei P niedriger (entweder zu Anfang oder
während des ges. BPs)
- PET-Messungen bei den gleichen Patienten: schwächerer Blutfluss
im SMA
Æ kleinere BPs spiegeln niedrigere Beteiligung des SMA wider
-
Gegensätzliche Befunde z.B. von Fattaposta et al.: größere BPs bei
Patienten (die zwei Tasten hintereinander mit r/l drücken mussten),
möglicherweise aufgrund von außergewöhnlich hohen
Anstrengungen
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Parkinson
• Bewegungsvorbereitung (CNV)
- Messung der CNV vor einem imperativen Stimulus
- Generell: Verringerung der CNV-Amplitude bei P vor imperativem
Stimulus ggü. Gesunden
- Je nach Aufgabe unterschiedliche Amplituden-Verringerung und
topographische Ausdehnung
Æ Dysfunktion der Basalganglien scheint bes. Auswirkungen auf
Prozesse zu haben, die bei der Antwortvorbereitung beteiligt sind
• ERPs können gut dazu genutzt werden, die Beeinträchtigung der
Frontallappenfunktion zu messen (N400, MMN)
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Huntington
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Schädigung d. Basalganglien (Nucleus Caudatus, Putamen), des
Striatum & des cerebralen Cortex
Symptome: progressive Bewegungsstörung, geht mit schwerer
Demenz einher
Wird durch dominantes Gen vererbt
spätes Auftreten (ab 40)
•
P300 Latenz in Oddball-Aufgabe verzögert, auch bei Nachkommen
von Patienten, welche gefährdet sind H auch zu entwickeln
Æ Guter Ansatz um Risikogruppen zu identifizieren, aber präziser
mithilfe von Gentests zu bestimmen
Æ ERPs können dazu beitragen die spezifischen Mechanismen der
Beeinträchtigungen durch Huntington nachzuvollziehen
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Multiple Sklerose
• Autoimmunkrankheit, bei der das Myelin der Axone im
ZNS angegriffen wird
• Führt zu Zerfall des Myelins und Vernarbung im Gehirn
• Genetische – und Umweltfaktoren
• Symptome: Sehstörungen, Muskelschwäche, Taubheit
d. Gliedmaßen, Tremor, Ataxie
• Forschungsproblem: Heterogenität von MS
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Multiple Sklerose
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Multiple Sklerose
•
Visuelle & auditorische Oddball-Aufgabe:
- Patienten mit größeren cerebralen Läsionen zeigten
verzögerte bzw. kleinere N2 und P3
- verlängerte N1 und P2 Latenzzeit
Æ nur bei Demenzkranken
• Arbeitsgedächtnisaufgaben:
- kleinere P2 (auditorische Stimuli), größere slow waves (visuellphonologische Stimuli)
- hier schon auffällig bei leicht erkrankten MS Patienten,
im Gegensatz zu den Oddball-Aufgaben
Æ Beide Ansätze verdeutlichen die Probleme des
Arbeitsgedächtnisses bei MS Patienten
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Definition
Epilepsie
Anfallsleiden, das in verschiedenen Formen auftritt und
durch plötzliche Anfälle von Bewusstlosigkeit und
Krämpfen gekennzeichnet ist.
• 30 Mio weltweit betroffen
• Anfälle, hervorgerufen durch das synchrone Feuern
einer großen Anzahl von Nervenzellen
• Krämpfe können klonisch (Muskelzittern) oder tonisch
(starrer Krampf) sein
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Definition
Epileptische Aura
Psychologisches Symptom, das einem Krampfanfall
vorausgeht.
- subtile Veränderungen in Denken, Stimmung und
Verhalten
- können Patienten vor einer bevorstehenden Konvulsion
warnen
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Ursachen
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Trauma
Hirnverletzung
Chemische Veränderungen aufgrund von Stoffwechselfehlern oder
der Aussetzung ggü. Giftstoffen
Auf Molekularebene:
• Riesige exzitatorische Potentiale
• Dysfunktion von inhibitorischen Prozessen (GABA-Verlust)
• Exzitatorische Kreisläufe, die exzessive neuronale Entladungen in
andere Regionen vorantreiben
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Zwei Grundtypen
1. Partielle Anfälle
-
Synchrone Aktivität der Neuronenverbände bleibt auf
einen Herd beschränkt oder weitet sich aus
Betreffen aber nie das ganze Gehirn
Nicht von Bewusstseinsverlust oder
Gleichgewichtsstörungen begleitet.
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Zwei Grundtypen
- 1. Partielle Anfälle
• Einfach-partielle Anfälle
- haupts. motorische u./o. sensorische Symptome
• Komplex-partielle Anfälle
- oft auf Temporallappen beschränkt
(sog. Temporallappenepilepsie)
- zwanghafte, wiederholte, einfache Handlungen
(Automatismen), oder komplexe Handlungen, die
beinahe normal erscheinen
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Zwei Grundtypen
• 2. Generalisierte Anfälle
- Betreffen das ganze Gehirn
- Beginnen entweder mit partiellen Entladungen oder
gleichzeitig in nahezu allen Teilen des Gehirns
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Zwei Grundtypen
- 2. Generalisierte Anfälle
• Grand-mal-Anfälle
•
-
Bewusstseins- und Gleichgewichtsverlust
Heftige tonisch-klonische Konvulsionen
Zyanose
Petit-mal-Anfälle
Keine Konvulsionen
Petit-mal-Absence: Bewusstseinseintrübung, Unterbrechung von
Handlung, leerer Blick, flatternde Augenlider
Bilaterales symmetrisches Muster von Spike-Wave-Entladungen
(3 Hz)
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EKP Forschung bei Epilepsie
1.
Führt die Entwicklung von epileptischen Anfällen zu
kognitiver Verlangsamung und anderen kogn. Defiziten
2.
Können intrakranielle Aufnahmen des Hippocampus
die Gedächtnisleistung nach einer chirurgischen
Entfernung des epileptischen Zentrums vorhersagen
3.
Können Anfälle durch Biofeedback von event-related
slow waves reduziert werden
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EKP Forschung bei Epilepsie
Zu 1. (Kognitive Verlangsamung und Gedächtnisbeeinträchtigung)
•
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Kognitive Verlangsamung getestet anhand der Messung von EKPVerzögerungen in der auditorischen Oddball-Aufgabe
Æ verzögerte P3 Latenz
Dauer der Epilepsie verbunden mit P3 Latenz
(je länger der Anfall, desto verzögerter die P3)
• Bei Temporallappenepilepsie
- visuelle Stimuli: massive Verzögerung der N2 (um 40 ms)
- Wiedererkennen von sprachlichen Stimuli bei Patienten denen der rechte o.
linke Temporallappen entfernt wurde: P3 ist verringert oder fehlt ganz
Æ EKPs sind also sensitive Indikatoren für Gedächtnisdefizite bei Epileptikern
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EKP Forschung bei Epilepsie
Zu 2. (Intrakranielle Messungen)
• Ausführliche Darstellung mit Studie im Anschluss von
Carola
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EKP Forschung bei Epilepsie
Zu 3. (Biofeedback)
• Patienten, die selbst nach einer OP nicht anfallsfrei sind,
können evtl. ihre Anfallshäufigkeit reduzieren, indem sie
lernen ihre langsamen negativen Potentiale zu
kontrollieren. (s. Birbaumer et al.)
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Das Kindling-Modell der Epilepsie
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Kindling:
Schrittweise Entwicklung und Verstärkung von Konvulsionen,
ausgelöst durch eine Reihe periodischer Gehirnstimulationen
•
Bei Versuchstieren (Ratten) wird 1x täglich die Amygdala elektrisch
stimuliert
Ratten reagieren erst nach ein paar Stimulationen, dann lösen diese
Konvulsionen aus
Erst leicht und partiell, mit jeder weiteren Stimulation verstärken sich
jedoch die Konvulsionen und weiten sich aus
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Konvulsionen bei Ratten ähneln denen bei manchen Epilepsiearten
des Menschen
Kindling-Phänomen ist mit Epileptogenese nach Kopfverletzungen
vergleichbar
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