Το κυκλικό εναλλασσόμενο πρότυπο (CAP) της δραστηριότητας EEG κατά τη διάρκεια του ύπνου

Το κυκλικό εναλλασσόμενο πρότυπο (The Cyclic Alternating Pattern, CAP) είναι μια περιοδική δραστηριότητα EEG (electroencephalography) που συμβαίνει κατά τη διάρκεια του ύπνου NREM [1]. Χαρακτηρίζεται από κυκλικές αλληλουχίες εγκεφαλικής ενεργοποίησης (φάση Α) ακολουθούμενες από περιόδους απενεργοποίησης (φάση Β) που διαχωρίζουν δύο διαδοχικές περιόδους φάσης Α με ένα διάστημα <1΄. Μια περίοδος φάσης Α και η επόμενη περίοδος φάσης Β ορίζουν έναν κύκλο CAP. Απαιτούνται τουλάχιστον δύο κύκλοι CAP για να σχηματιστεί μια ακολουθία CAP.

Οι περίοδοι φάσης Α υποδιαιρούνται σε τρεις υποτύπους (Α1, Α2, Α3):

• Υποτύπος Α1: συγχρονισμένα συμβάντα με χαμηλό αντίκτυπο στις αυτόνομες και σωματοκινητικές δραστηριότητες,

• Υποτύπος A2: μικτά συγχρονισμένα - αποσυγχρονισμένα συμβάντα EEG με ενδιάμεση επίδραση στις αυτόνομες και σωματοκινητικές δραστηριότητες, και

• Υποτύπος Α3: κυρίως αποσυγχρονισμένα συμβάντα EEG με βαριά αποτελέσματα στις αυτόνομες και σωματοκινητικές δραστηριότητες.

Παρά το γεγονός ότι είναι ένα φυσιολογικό φαινόμενο, το CAP είναι επίσης δείκτης αστάθειας ύπνου και μπορεί να συσχετιστεί με διάφορες παθολογικές καταστάσεις  που σχετίζονται με τον ύπνο. Το CAP μπορεί να αντανακλά μια αντίδραση του εγκεφάλου σε οποιαδήποτε ενδογενή ή εξωγενή διαταραχή. Η φάση Α του CAP έχει ερμηνευτεί ως ένα είδος πύλης, μέσω της οποίας συμβαίνουν ευκολότερα κάποιες παθολογικές καταστάσεις.

Αυξημένες ποσότητες CAP παρατηρούνται συχνά στην αναπνευστική διαταραχή του ύπνου (SDB), καθώς και στην αϋπνία, στις κινητικές διαταραχές του ύπνου (περιοδικές κινήσεις των ποδιών (PLM), στο σύνδρομο ανήσυχων ποδιών (RLS), στις παρασιμίες όπως η διαταραχή συμπεριφοράς REM (RBD) και στις επιληπτικές ασθένειες όπως η επιληψία του νυκτερινού μετωπιαίου λοβού (NFLE). Παθολογικές ποσότητες CAP μπορούν επίσης να βρεθούν σε υπερμονίες κεντρικής προέλευσης όπως η ναρκοληψία.

Η αναλογία μεταξύ του ύπνου NREM CAP και του συνολικού ύπνου NREM (ρυθμός CAP), και των διαφορετικών κατανομών των φάσεων CAP Α σε σχέση με τα στάδια ύπνου, μπορούν να μετρηθούν σε κέντρα ύπνου. Αυτοί οι δείκτες μπορεί να είναι πολύτιμοι ως μέτρα ποιότητας του ύπνου, αλλά η μεγάλη χρονική διάρκεια που απαιτείται για τον προσδιορισμό τους αποτελεί εμπόδιο στην υιοθέτησή τους, καθώς η καταγραφή ύπνου απαιτεί εξειδίκευση και μακρά, προσεκτική ανάλυση.

Η ανάπτυξη λογισμικού ικανού για ολοένα και πιο ακριβή και αποτελεσματική αυτοματοποιημένη ανάλυση CAP  μπορεί να οδηγήσει σε ευρύτερη κλινική χρήση των δεικτών CAP για τη διάγνωση των παθολογιών του ύπνου και στην αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας των θεραπευτικών παρεμβάσεων.

Η βάση δεδομένων ύπνου CAP (CAP Sleep Database) είναι μια συλλογή 108 εγγραφών που έχουν καταγραφεί στο Κέντρο Διαταραχών Ύπνου του Ospedale Maggiore της Πάρμας, στην Ιταλία. Οι λαμβανόμενες κυματομορφές περιέχονται στα αρχεία .edf της βάσης δεδομένων.

Οι εγγραφές λαμβάνουν ονομασίες σύμφωνα με την παθολογία των υποκειμένων:

 n1-n16:  Χωρίς παθολογία

brux1-brux2:  Βρουξισμός [2] ins1-ins9: Αϋπνία narco1-narco5: Ναρκοληψία nfle1-nfle40: Νυκτερινή επιληψία μετωπικού λοβού plm1-plm10: Περιοδικές κινήσεις των ποδιών rbd1-rbd22: Διαταραχή συμπεριφοράς REM sdb1-sdb4: Αναπνευστική διαταραχή του ύπνου

[1] Το στάδιο ύπνου REM (rapid eye movement) χαρακτηρίζεται από την ταχεία κίνηση των ματιών. Κατά τη διάρκεια του ύπνου REM το ηλεκτροεγκεφαλογράφημα του φλοιού του εγκεφάλου δείχνει έντο­νη ηλεκτρική δραστηριότητα, χαρακτηριστική του άγρυπνου, του αφυπνι­σμένου εγκεφάλου. Το στάδιο ύπνου NREM (non rapid eye movement), χαρακτηρίζεται ως ύπνος των αργών κυμάτων ή ήρεμος, χωρίς ταχεία κίνηση των ματιών. Στην περίπτωση αυτή το ηλεκτροεγκεφαλογράφημα δείχνει τα βραδέα ηλεκτρικά σήματα, τα χαρακτηριστικά της χαλάρωσης που φέρνει ο ύπνος.

[2] Βρουξισμός (bruxism) ή βρυγμός ονομάζεται το ακούσιο τρίξιμο και σφίξιμο των δοντιών. Συνήθως συμβαίνει κατά τη διάρκεια του ύπνου, αλλά μπορεί να συμβεί και την ημέρα. Εκτιμάται ότι ο βρουξισμός προσβάλλει το 5-20% του πληθυσμού ανεξαρτήτως φύλου και ηλικίας.

ΠΗΓΗ: https://physionet.org/about/database/

Παύλος Γκάσταρης