Chapter 2 – Brain's alpha, beta, gamma, delta, and theta oscillations in neuropsychiatric diseases: proposal for biomarker strategies

Brain oscillations have gained tremendous importance in neuroscience during recent decades as functional building blocks of sensory-cognitive processes. La ricerca mostra anche che le oscillazioni evento-correlate (ERO) nelle finestre di frequenza “alfa”, “beta”, “gamma”, “delta” e “theta” sono altamente modificate nei cervelli patologici, specialmente nei pazienti con deterioramento cognitivo. Le strategie e i metodi applicati nella presente relazione riflettono l’organizzazione innata del cervello: “il lavoro di tutto il cervello”. Il presente documento è un resoconto di metodi come gli spettri evocati/eventuali, gli evocati/ERD, l’analisi della coerenza e il phase-locking. La relazione non mira a coprire tutte le strategie relative alla teoria dei sistemi applicata nella letteratura di ricerca sul cervello. Tuttavia, i metodi e i concetti essenziali sono applicati in diversi esempi dal morbo di Alzheimer (AD), dalla schizofrenia e dal disturbo bipolare (BD), e tali esempi portano a dichiarazioni fondamentali nella ricerca di biomarcatori neurofisiologici nel deterioramento cognitivo.

Una panoramica dei risultati dimostra chiaramente che è obbligatorio applicare il metodo delle oscillazioni in finestre di frequenza multiple dell’elettroencefalogramma alla ricerca di biomarcatori funzionali e per rilevare gli effetti delle applicazioni di farmaci. Ancora, secondo la sintesi dei risultati in pazienti AD e pazienti BD, oscillazioni multiple e registrazioni selettivamente distribuite devono essere analizzati e dovrebbero includere più sedi. La connettività selettiva tra reti neurali selettivamente distribuite deve essere calcolata per mezzo della coerenza spaziale. Pertanto, progettando una strategia per la diagnostica, la diagnostica differenziale e l’applicazione di farmaci (preventivi), le informazioni neurofisiologiche devono essere analizzate in un quadro che includa più metodi e più bande di frequenza. L’applicazione di farmaci/neurotrasmettitori acquista un nuovo impatto con l’analisi delle oscillazioni e delle coerenze. Un’analisi più chiara e differenziata degli effetti dei farmaci può essere raggiunta in confronto all’applicazione delle applicazioni convenzionali di potenziale evocato a banda larga e potenziale evento-correlato.

L’interpretazione dei risultati in AD, schizofrenia e BD (pazienti per lo più con reti neurali cognitive danneggiate) diventa più efficiente dall’analisi congiunta dei risultati sulle risposte oscillatorie e le coerenze ottenute per mezzo di compiti cognitivi. In queste malattie, si osserva un forte deterioramento cognitivo; l’uso degli spettri permette quindi di vedere più chiaramente i deficit cognitivi all’applicazione della stimolazione che coinvolge un compito cognitivo.

La relazione si conclude presentando i punti salienti per le esplorazioni neurofisiologiche nella diagnostica, applicazione di farmaci e monitoraggio progressivo di tali malattie.