Detekce fibromyalgie na základě vzorců EEG konektivity

Frekvenční pásma:
   - Delta (0,5–4 Hz): Obvykle jsou spojována s hlubokým spánkem a regenerací těla.
   - Theta (4–8 Hz): Asociace s meditací, kreativitou a snovým stavem.
   - Alfa (8–13 Hz): Přítomná při uvolněném bdění, například při zavřených očích.
   - Beta (13–30 Hz): Aktivita spojená s bdělým stavem, myšlením a pozorností.
   - Gama (30–100 Hz): Vyšší frekvence spojené s kognitivními procesy a soustředěním.

Fyziopatologie fibromyalgie popsaná v literatuře je slučitelná s centrálním stavem zvýšené dráždivosti nociceptivního systému, konkrétně s přetrvávající nadměrnou aktivací pásem Theta a Beta.

Výzkumy potvrdili, že mezi pacienty s FM a zdravými osobami stejného věku existují rozdíly jak ve výkonových pásmech, tak v hustotě výkonu. Například hustota výkonu Delta v temporálních oblastech se zdá být snížena u pacientů ve srovnání s kontrolami, zatímco Beta výkon dosahuje vyšších hodnot v frontálních a cingulárních oblastech u pacientů s fibromyalgií (Gonzalez-Roldan). Jiné typy analýz založené na EEG datech jako zdrojová analýza rovněž poukázaly na rozdíly v cingulární kůře. Zejména Vanneste a kol. se zaměřili jak na stupeň aktivace, tak na stupeň integrace a dospěli k závěru, že pacienti s FM vykazují sníženou konektivitu v přední cingulární kůře, což může ovlivňovat inhibiční dráhu bolesti, která zprostředkovává pocit bolesti. Prožívání bolesti koreluje se sníženou hladinou alfa-2 (11-12 Hz) v zadní kůře a sníženou konektivitou insulární kůry v rámci sítě výchozího režimu. Další neurozobrazovací techniky, jako je magnetoencefalografie (MEG), rovněž prokázaly narušenou konektivitu na frekvenci Theta u pacientů s FM ve srovnání s kontrolami v síti výchozího režimu a se sekvencemi klidového stavu.

Předpokládá se, že pacienti s fibromyalgií vykazují v aktivitě EEG významné rozdíly oproti zdravým osobám a že tato rozdílná aktivita souvisí se snížením mozkové konektivity, jak se děje u jiných onemocnění souvisejících s chronickou bolestí.

Tým španělských vědců porovnal EEG osob s fibromyalgií a zdravých jedinců, aby poukázal na charakteristické neurofyziologické rysy u pacientů s FM, které dávají do souvislosti funkci a strukturu. 

Tyto údaje mohou být základem reprodukovatelné a bezpečné diagnostické metody FM, jak již dříve naznačily jiné studie.

Podle jejich výsledků vykazují pacienti s FM nižší hodnoty než lidé bez fibromyalgie ve všech frekvencích s výjimkou pásma Delta.

⦁ Frekvenční mapy skupiny s FM ukazují větší aktivitu v parietálních oblastech než ve zbytku skalpu.

⦁ Následná analýza zdrojů ukázala anomální aktivitu v bilaterálním precuneu s převahou vpravo, na pravé dolní parietální kůře, bilaterální prefrontální mediální kůře a pravé přední cingulární kůře u skupiny s FM.

⦁ Koherenční analýza mozkového signálu ukázala jasné rozdíly mezi skupinami, zejména v bilaterální frontotemporální oblasti.

⦁ Diskriminační analýza ukázala významný rozdíl ve vzorcích propojení mezi pacienty a kontrolami.

⦁ Frekvenční výkon byl ve skupině FM dramaticky nižší než v kontrolní skupině.

Tato zjištění jsou v souladu s morfologickými nálezy, které uvádí více autorů využívajících neurozobrazovací techniky.

Hmotnost mozku může být u pacientů s chronickou bolestí až 3,3 krát nižší než u zdravých osob. Tento úbytek neuronů postihuje zejména bílou hmotu, jak se hodnotí pomocí technik frakční anizotropie. Co se týče lokalizace, studie Kuchinada a kol. (2007) ukázaly, že nejvíce postiženými strukturami jsou thalamus, mediální zadní cingulární kůra, insula, prefrontální kůra, parahipokampus, hipokampus, přední cingulární kůra a příčně pruhovaná jádra. Úbytek neuronů by mohl vysvětlovat snížení pracovní synchronizace neuronů v důsledku poruch komunikace způsobených jak difuzním úbytkem neuronů, tak i vláken bílé hmoty.

Hlubší analýza postižených pásem ukázala, že k nejzávažnějšímu poklesu došlo ve frekvenčních pásmech Alfa, Theta a Beta a u pásma Delta pokles nebyl významný.

Jiné studie zaznamenaly podobné rozdíly mezi pacienty s FM a zdravými kontrolami při řešení problémů různého typu. Při analýze globálního výkonu pole vykazují pacienti s FM nižší modulaci Alfa a Theta, menší synchronizaci a nižší spektrální hustotu, což svědčí o přítomnosti nadměrného neuronálního šumu.

Podle výzkumu pomocí fMRI (funkční magnetická rezonance) musí pacienti s FM mobilizovat více korových extenzí (určitých částí mozku) než zdravé osoby, a to i mladší pacienti ve věku 25 až 40 let. Tento proces může vysvětlovat přítomnost kognitivních poruch. Tato reakce se velmi podobá reakci u zdravých starších lidí, a proto někteří autoři přirovnávají důsledky fibromyalgie ke zrychlenému procesu stárnutí mozku.

Analýza zdroje pomocí systému sLORETA ukázala na bilaterální precuneus, pravou dolní parietální kůru, bilaterální mediální prefrontální kůru a pravou přední cingulární kůru. Tyto korové struktury jsou součástí sítě výchozího režimu, s výjimkou inzuly, kterou nepozorovali. Nejvíce aktivovanou strukturou byla přední cingulární kůra, první struktura postižená u FM, u níž byl pozorován nejzřetelnější nadbytek kyseliny glutamové, snížení kyseliny gama-aminomáselné a úbytek neuronů. Tato skutečnost může pomoci vysvětlit, proč někteří autoři tvrdí, že zhoršení bolesti u FM je důsledkem existence hypersenzitivních neuronálních sítí, které svou explozivní reakcí na jakýkoli podnět způsobují synchronizaci nejcitlivějších sítí. Dále zjistili pozitivní vztah mezi intenzitou bolesti vyvolané jakýmkoli běžným podnětem a stupněm explozivní synchronizace EEG u těchto pacientů. Přítomnost hrotů EEG může být příkladem těchto explozivních jevů, i když je může také pouze usnadňovat.

Pokud jde o vzorce konektivity, u pacientů s FM byla hojnější vzájemná komunikace na frekvencích Alfa a Theta, ale v bilaterální frontotemporální oblasti převažují krátká asociační vlákna mezi sousedními oblastmi, což naznačuje lepší zachování U-vláken než dlouhých vláken v celé bílé látce. To je v kontrastu s nedávnými nálezy, kdy se dlouhá vlákna jevila jako více propojená než krátká v pásmu Alfa. Další studie podporují zjištění o výrazně nižší úrovni signálu konektivity u skupiny FM než u kontrol v klidovém stavu, zejména v pásmu Theta. Tyto rozdíly ve funkční konektivitě souvisejí s rozdíly v intenzitě bolesti mezi pacienty s FM a zdravými osobami.

Bylo zjištěno, že tyto vzorce změněné konektivity souvisejí se změněnou integrací smyslových informací. Jiné studie funkční konektivity prokázaly snížený vzorec konektivity u FM a bylo navrženo, že funkční konektivita by mohla mít klinické důsledky, pokud by se použila jako objektivní měřítko dysregulace bolesti.

Výsledné vzorce prokázaly vysokou rozlišovací schopnost mezi pacienty a zdravými osobami, převážně v pásmu Theta a v pravé frontotemporální oblasti, což souhlasí s Ichescem.

Existuje několik metod, které doplňují diagnostiku fibromyalgie (FM) a dosahují vysokých hodnot přesnosti:

⦁ 73% přesnost dotazníků pro symptomatologii FM, které pomáhají identifikovat příznaky FM.

 

⦁ 79% přesnost neurofyziologického reflexního vyšetření míšního nociceptivního flexního reflexu svědčícího o centrální senzibilizaci.

 

⦁ 95% přesnost qEEG (kvantitativní elektroencefalografie) při polysomnografii.

 

⦁ 85% přesnost s různými alternativními kritérii pro FM (Salaffi a kol., 2020).

 

⦁ 65% - 71% přesnost založená na fyzikálním vyšetření a laboratorních testech k identifikaci pacientů s FM.

 

⦁ 93% přesnost rozlišení pomocí kombinace fMRI neurologického podpisu bolesti, reakce související s bolestí a multisenzorické nebolestivé senzorické stimulace.

 

Tato různorodá sada metod pomáhá přesněji diagnostikovat a identifikovat pacienty s fibromyalgií.

Změny funkční konektivity jsou u pacientů s FM časté (Hargrove a kol., 2010), zejména změny frontotemporální konektivity, a jsou často spojeny s menším objemem bílé hmoty ve frontálních oblastech než u kontrol. I když funkční konektivita EEG nebyla dosud použita k rozlišení syndromů chronické bolesti je teoreticky možné, že syndromy chronické bolesti mají společné mozkové podpisy. Například pomocí vyšetření fMRI lze FM rozlišit od revmatoidní artritidy se 79% mírou přesnosti. Celkově lze říci, že vzhledem k trvale vyšším výsledkům přesnosti oproti jiným metodám rozlišení FM by neurovědecké metody mohly pomoci zlepšit diagnostiku FM. Zejména EEG se zdá být slibným nástrojem k včasné identifikaci pacientů s rizikem vzniku chronického bolestivého stavu.

Co si z článku odnést:

U pacientů s fibromyalgií se nacházejí významné rozdíly v bioelektrické aktivitě mozku během klidového stavu ve všech analyzovaných frekvenčních pásmech, s výjimkou pásma Delta. Následná analýza zdrojů ukázala, jak různé oblasti mozku komunikují mezi sebou. Hodnoty konektivity byly odlišné mezi pacienty s fibromyalgií (FM) a kontrolními jedinci, s vysokou rozlišovací schopností (91,3-100 %). Fibromyalgici vykazují odlišný neurofyziologický vzorec, který odpovídá klinickým rysům tohoto onemocnění.