利用腦波活動來監控阿茲海默症

阿茲海默症(失智症中最主要的類型),大概是現代醫學最難控制的病症之一。因為其不可逆性,也就是說病發後只能維持、不太能有明顯的改善。所以研究者們都很想知道,如何可以預測阿茲海默症的發生。

一年多前,有研究者針對遺傳性的阿茲海默症進行研究,發現可以在發病前的二十五年,透過脊髓液內物質的分析來偵測。這次要介紹的研究則是透過腦波紀錄儀,嘗試區分為罹患阿茲海默症、初期及中期的阿茲海默症患者。

他們的作法很簡單,僅在頭殼貼上19個電極(不會通電,只是用來記錄腦內神經元的電位變化),再加上另外有兩個參照點的電極,然後請實驗參與者閉上眼睛但須要保持清醒。實驗參與者中有被診斷為阿茲海默症的健康年長者、被診斷為初期、及被診斷為中期的阿茲海默症之年長者。

主要的功夫是花在資料分析上,他們採用的是頻譜分析,而不是時間軸的分析法。因為腦的活動是持續的,電極所記錄到的訊號也是持續的,頻譜分析中是將這些訊號拆解為delta (0.5-4 Hz), theta (4-8 Hz), alpha (8-12 Hz), beta (12-30 Hz)與gamma (30-100 Hz)波, Hz表示的是一秒會有幾個波,所以delta會是這幾個波中最慢的波、gamma是這幾個波中最快的。他們關切不同波之間的交互影響。

主要的發現是,delta波對於theta及beta波的調節效果,可以用來區分不同族群的實驗參與者。在delta對於theta的影響上,隨著阿茲海默症病程的進展,這個調節效果會越來越重要。左上圖中,顏色越溫暖(橘紅)則表示調控效果所佔的百分比越大,AD2(中期阿茲海默症)圖上主要是橘色的。



在delta對於beta波的影響上,隨著阿茲海默症病程的進展,這個調節效果會越來越不重要。左下圖中,AD2圖上主要是藍色的。

根據這研究的結果,腦波活動是一個有效預測阿茲海默症的工具,研究團隊也希望這個結果能在未來被臨床醫師使用。目前台灣醫院中的腦波測量儀,通常是用來檢驗睡眠上的問題,但多數醫院所擁有的硬體設備,都已經足夠來做資料蒐集的部分,只是結果分析的部分還是一個比較麻煩的部分。

參考文獻