Badania przeprowadzone przez zespół Pracowni Neurofizjologii Umysłu Instytutu Nenckiego PAN to największa tego typu analiza na świecie. Do tej pory poszczególne zespoły naukowe skupiały się na monitorowaniu wpływu jednego określonego leku na aktywność elektryczną mózgu, a ich prace obejmowały stosunkowo niewielkie grupy pacjentów.
Zazwyczaj badano nieco ponad 100 osób i jedną substancję leczniczą, aktualnie wyodrębniono 14 grup leków stosowanych w różnych schorzeniach m.in. depresji, schizofrenii czy padaczce i przetestowano je na ponad 24 tys. zapisów EEG.
Analizy potwierdziły wcześniej przeprowadzone badania oraz uzupełniły luki informacyjne związane z niewystarczającą ilością materiału badawczego lub testowanych leków. Nikt wcześniej nie zrobił takich dużych analiz. Wyniki prac zespołu opublikowało czasopismo The Lancet – eBioMedicine.
W swoich badaniach naukowcy wykorzystali zanonimizowane wyniki badań z dwóch warszawskich jednostek: Instytutu Psychiatrii i Neurologii oraz psychiatrycznego Szpitala Nowowiejskiego. Doktorantka Magdalena Szponar, pierwsza autorka pracy w „eBioMedicine” mówi:
Wiedzieliśmy, że niektóre leki psychiatryczne (psychotropowe) wpływają głównie na cechy widmowe sygnału, na przykład na moc częstotliwości alfa czy beta. Widmo mocy EEG (gęstość widmowa mocy) to metoda przekształcania standardowego zapisu fal mózgowych w czytelny wykres rozkładu ich energii. Pozwala określić, które częstotliwości (np. szybkie lub wolne) dominują w danym obszarze mózgu.
Prof. Jan Kamiński, szef zespołu badawczego podkreśla:
Analizy zespołu objęły praktycznie każdą cechę sygnału spoczynkowego EEG, jaka istnieje w literaturze. Uwzględniliśmy praktycznie wszystko, co może stanowić zmienną w tym badaniu, stąd wzięła się ogromna liczba ponad 75 tys. parametrów.
Analizy przeprowadzone przez badaczy z grupy prof. Jana Kamińskiego potwierdziły na przykład, że benzodiazepiny powodują wzrost mocy fal beta, która często towarzyszy czuwaniu, skupieniu uwagi i aktywnemu przetwarzaniu informacji.
Z kolei antydepresanty z grupy SSRI zwiększają synchronizację fal gamma pomiędzy różnymi obszarami mózgu. Procesy te odgrywają kluczową rolę w integrowaniu informacji sensorycznych, świadomym postrzeganiu, pamięci operacyjnej oraz procesach uwagi.
Tym samym nowe badania ujawniły kilkanaście nowych powiązań między zażywanymi lekami a zapisem EEG. Najwięcej nowych informacji udało się ustalić w przypadku leków przeciwpadaczkowych. Okazało się, że wpływają one na złożoności sygnału EEG. Ponadto zmniejszają poziom synchronizacji (łączności) w paśmie fal alfa i zwiększają w zakresie theta.
W przypadku innych substancji wyszło na jaw, że benzodiazepiny obniżają moc fal theta (wskaźnik m.in. wysokiego zaangażowania emocjonalnego), co można łączyć ze zmniejszeniem niepokoju.
Natomiast leki przeciwpsychotyczne (stosowane m.in. w schizofrenii) zwiększają synchronizację fal theta, jednocześnie zmniejszając synchronizację fal beta, co może wskazywać na obniżenie ogólnego poziomu pobudzenia mózgu i potencjalnie sprzyjać ograniczeniu procesów związanych z powstawaniem halucynacji.
Ustalenia naukowców z Nenckiego mają ogromne znaczenie – dają innym badaczom i lekarzom punkt odniesienia, co do tego, jak powinien wyglądać zapis aktywności mózgu przy zażywaniu określonych leków. Stąd można będzie sprawdzić, czy chory bierze przepisane preparaty i czy one na niego działają. Prof. Jan Kamiński mówi:
Mogę sobie wyobrazić, że ktoś testuje nowy lek z grupy SSRI, rejestruje EEG i sprawdza, jak zmienia się aktywność mózgu pacjenta. Jeśli tak jak wykazały nasze analizy, może stwierdzić, że lek jest skuteczny.
Wyniki badań naukowców zostały udostępnione na stronie BrainwavesRX. To interaktywne narzędzie oraz internetowa baza danych, która umożliwia klinicystom i naukowcom badanie wpływu powszechnie stosowanych leków psychotropowych na elektryczną aktywność mózgu. Prof. Jan Kamiński podsumowuje:
Koncepcja badania EEG – zapisu aktywności umysłu człowieka – liczy już ponad 100 lat. Nie oznacza to jednak, że mamy do czynienia z przestarzałą metodą badawczą. Wraz z liczbą danych oraz możliwościami analizy tego sygnału, jej wartość się zwiększa. To bardzo bogaty sygnał, dużo się w nim dzieje, ale żeby zbudować jakieś algorytmy, które skutecznie zgeneralizują pewne zjawiska, potrzebujemy dużo danych.
