Årsakene til alvorlige psykiske lidelser som schizofreni og bipolar lidelse er komplekse. For å kunne oppdage slike lidelser på et tidlig tidspunkt, samt utvikle bedre medisiner og behandling, trenger vi å forstå mer om hva som skjer i hjernen. Menneskehjernen består av flere milliarder hjerneceller som har forbindelser med opptil titusener av andre nerveceller. Forskning kan tyde på forstyrrelser i samspillet mellom disse nervecellene ved alvorlige psykiske lidelser. Vår forskergruppe bruker EEG (elektroencefalogram) for å studere nervecellenes aktivitet.
Hva er EEG?
Under en EEG-undersøkelse har du på deg en hette med elektroder som måler elektrisk aktivitet fra nervecellene i hjernen. Fra elektrodene på hetten går det ledninger til en datamaskin som lagrer EEG-signalene. De elektriske signalene som fanges opp i slike undersøkelser, gjenspeiler aktiviteten som skjer i hjernen, og gir oss dermed et mål på hvordan hjernen fungerer.
I klinisk virksomhet brukes EEG først og fremst for å påvise epilepsi, men metoden er også viktig i undersøkelsen av andre hjernesykdommer, i søvnundersøkelser, bestemmelse av hjernedød og for å måle effekten av elektrosjokk (ECT) ved alvorlig depresjon.
De elektriske signalene som måles under en EEG-undersøkelse, kalles EEG-aktivitet. Denne aktiviteten antas å gjenspeile summen av den samtidige aktiviteten til millioner av nerveceller i hjernen. De såkalte pyramidecellene i hjernebarken antas å produsere hoveddelen av EEG-aktiviteten. Svingninger i hjernebølger representerer samtidig aktivitet i et nettverk av nerveceller.
Hva kan EEG fortelle oss om hjernen ved psykiske lidelser?
EEG anses videre å kunne brukes til å tolke funksjonen til nervecellenes møtepunkter (synapser). Vår forskergruppe anvender flere ulike EEG-metoder for å kartlegge dette. En av metodene er visual evoked potential (VEP), som undersøker funksjonen til de nervecellene som prosesser synsinntrykk. Dette gjør vi ved å be forskningsdeltakerne om å se på en dataskjerm hvor det vises et slags «sjakkbrett» som endrer mønster. Vi kan da finne ut om dette resulterer i en permanent endring i EEG-signalet, som gjenspeiler hjernens plastisitet, det vil si evnen til å endre seg (Valstad et al., 2020). I våre studier har vi sett forskjeller i plastisitet mellom pasienter med schizofreni og bipolar lidelse sammenlignet med personer som ikke har disse lidelsene (Valstad et al., 2021). Dette kan tyde på at forstyrrelser i plastisitet er én viktig mekanisme ved schizofreni og bipolar lidelse.
Mismatch negativity (MMN) og prepulse inhibition (PPI) er to andre EEG-metoder. Disse metodene undersøker funksjonen til nerveceller som bearbeider hørselsinntrykk. MMN oppdager forskjellen mellom en forventet lyd og en uventet lyd i en strøm av lydeffekter. PPI derimot viser effekten av tilvenning til høye lyder hvis de innledes av en svakere lyd kort tid innen den høye lyden presenteres.
Det er tidligere vist at både MMN og PPI er ulike hos pasienter med schizofreni sammenlignet med friske personer, hvilket også ser ut å være tilfellet i våre studier (Pentz et al., preprint). Slik endring av MMN og PPI ser særlig ut til å være knyttet til et bestemt signalstoff i hjernen som kalles glutamat. Det ser også ut til at ikke alle, men kun undergrupper av pasienter med schizofreni har endringer ved MMN og PPI. Kanskje vil vi på sikt kunne bruke MMN og PPI til å skille mellom undergrupper av schizofreni og identifisere mennesker som har forstyrrelser i glutamatsystemet. Det vil i så tilfelle kunne ha betydning for terapivalg.
Vi samarbeider også med forskergrupper i andre land, og de store datamengdene fra slike samarbeidsprosjekter muliggjør undersøkelser av hvordan gener påvirker de ulike EEG-målene (Smith et al., 2021).
Hvordan kan forskningen komme til nytte?
De elektrofysiologiske målene fra EEG kan også kobles til kliniske symptomer, genetisk variasjon, hjernestruktur, datamodeller for nervecellefunksjon og stamcellebaserte metoder. Hensikten med forskningen er å gi ny kunnskap om sykdomsmekanismene ved psykose og andre psykiske lidelser og bidra til utvikling av mer effektive behandlingsformer. Vi håper også at EEG-målene på sikt vil kunne brukes til å skille mellom undergrupper av schizofreni og bipolar lidelse og til å velge den behandlingen som vil være mest effektiv for den enkelte pasient.