EEG features in patients with Parkinson's disease during directional perception of olfactory stimuli

封面

如何引用文章

全文:

详细

Introduction. Olfactory dysfunction is considered to be an early and relatively important marker of Parkinson's disease (PD). Olfactory studies using objective neurophysiological methods may become one of the diagnostic tests to identify individuals with a high risk of developing PD.

The aim of the study was to assess the spectral and topographic characteristics of bioelectrical brain activity in patients with PD during directional perception of olfactory stimuli.

Materials and methods. This study included 30 patients with PD (mean age was 66.5 ± 6.5 years). The control group consisted of 20 people without PD (mean age was 65.3 ± 8.5 years). Lavender oil, clove oil, camphor oil and β-mercaptoethanol solution (an aversive stimulus) were used for olfactory stimulation, while distilled water was used as a control test. The test subject sat with their eyes closed and inhaled the presented smell for 30 seconds, while an EEG recording was made during this time.

Study results. Olfactory stimulation in patients with PD showed increased synchronicity of the α3 rhythm in the right hemisphere, as well as the θ rhythm in the parieto-occipital regions of both hemispheres. These changes indicate significant activation of internal (endogenous) attention, increased overall, non-specific readiness potential, as well as the involvement of the limbic-reticular complex in olfactory perception. Olfactory perception in the control group was accompanied by reduction in the α1 rhythm amplitude in the parieto-occipital regions bilaterally, which may indicate moderate activation of external (exogenous) attention and the posterior attention system responsible for simple perception processes.

Conclusion. Increased α3 rhythm amplitude in the right hemisphere and increased θ rhythm amplitude, observed during directional olfactory perception, may indicate olfactory dysfunction and should be viewed as an additional indicator when establishing a diagnosis of Parkinson’s disease.

作者简介

Sergey Kozhevnikov

Udmurt State University

编辑信件的主要联系方式.
Email: ksp55@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4753-0474

Cand. Sci. (Biol.), Associate Professor, Department of physiology, cell biology and biotechnology, Institute of Natural Sciences

俄罗斯联邦, Izhevsk

Irina Ivanova

Izhevsk State Medical Academy

Email: ksp55@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6530-3497

Cand. Sci. (Med.), Associate Professor, Department of neurology, neurosurgery and medical genetics

俄罗斯联邦, Izhevsk

Natalia Komissarova

Izhevsk State Medical Academy

Email: ksp55@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1319-9616

Cand. Sci. (Med.), Head, Department of neurology, neurosurgery and medical genetics

俄罗斯联邦, Izhevsk

Anastasia Shubina

Izhevsk State Medical Academy

Email: ksp55@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7750-7235

clinical resident, Department of neurology, neurosurgery and medical genetics

俄罗斯联邦, Izhevsk

Matvey Vlasov

Udmurt State University

Email: ksp55@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9623-6805

student, Institute of Natural Sciences

俄罗斯联邦, Izhevsk

参考

  1. Haehner A., Boesveldt S., Berendse H. et al. Prevalence of smell loss in Parkinson’s disease — a multicenter study. Parkinsonism Relat Disord. 2009;5(7):490- 494. doi: 10.1016/j.parkreldis.2008.12.005. PMID: 19138875.
  2. Masago R., Matsuda T., Kikuchi Y. et al. Effects of inhalation of essential oils on EEG activity and sensory evaluation. J Physiol Anthropol Appl Human Sci. 2000;19(1):35-42. doi: 10.2114/jpa.19.35. PMID: 10979248.
  3. Ishimaru T., Hatanaka S., Yata T. et al. Potential changes with gamma-band oscillations at the frontal scalp elicited by intravenous olfactory stimulation in humans. Chem Senses. 2002;27(8):711-717. doi: 10.1093/chemse/27.8.711. PMID: 12379595.
  4. Carson N., Leach L., Murphy K. A re-examination of Montreal Cognitive Assessment (MoCA) cutoff scores. Int J Geriatr Psychiatry. 2018;33(2):379-388. doi: 10.1002/gps.4756. PMID: 28731508.
  5. Ponsen M., Stoffers D., Booij J. et al. Idiopathic hyposmia as a preclinical sign of Parkinson’s disease. Ann Neurol. 2004;56(2):173-181. DOI: 10.1002/ ana.20160. PMID: 15293269.
  6. Deems D., Doty R., Settle R. et al. Smell and taste disorders, a study of 750 patients from the University of Pennsylvania Smell and Taste Center. Arch Otolaryngol Head Neck Surg. 1991;117(5):519-528. doi: 10.1001/archotol.1991.01870170065015. PMID: 2021470.
  7. Sergin V.Ya. Perceptual binding of sensory events: hypothesis of enveloping characteristics. Zhurnal vysshey nervnoy deyatel’nosti im. I.P. Pavlova. 2002;52(6):645-655. doi: 10.1023/A:1025137029332. (In Russ.)
  8. Yuvaraj R., Murugappan M., Kenneth Sundaraj. EEG dynamics in neurological disorders: Parkinson’s disease and stroke. In: 2012 IEEE Student Conference on Research and Development (SCOReD). 2012:32-37. DOI: 10.1109/ SCOReD.2012.6518606.
  9. Melgari J., Curcio G., Mastrolilli F. et al. Alpha and beta EEG power reflects L-dopa acute administration in parkinsonian patients. Front Aging Neurosci. 2014;6:302. doi: 10.3389/fnagi.2014.00302. PMID: 25452725.
  10. Klimesch W., Sauseng P., Hanslmayr E. EEG alpha oscillations: the inhibition-timing hypothesis. Brain Res. Rev. 2007;53(1):63-88. DOI: 10.1016/j. brainresrev.2006.06.003. PMID: 16887192.
  11. Shaw J. Intention as a component of the alpha-rhythm response to mental activity. Int J Psychophysiol. 1996;24(1-2):7-23. doi: 10.1016/s0167- 8760(96)00052-9. PMID: 8978432.
  12. Pardo J., Fox P., Raichle M. Localization of human system for sustained attention by positron emission tomography. Nature. 1991;349(6304):61-64. doi: 10.1038/349061a0. PMID: 1985266.
  13. Posner M.I. Editor’s note: Attention in cognitive neurosistems. J Cogn Neu- rosci. 1991;3(4):303-303. doi: 10.1162/jocn.1991.3.4.303. PMID: 23967808.
  14. Rusalova M.N. Functional asymmetry of the brain and emotions. Uspekhi fiziologicheskikh nauk. 2003;34(4):93-112. (In Russ.)
  15. Savostyanov A.N., Savostyanova D.A. Changes in the electrical activity of the brain during habituation to a verbal stimulus in people with high and low levels of individual anxiety. Zhurnal vysshey nervnoy deyatel’nosti im. I.P. Pavlova. 2003;53(3):351-360. (In Russ.)
  16. Harmony T., Fernandez T., Silva J. et al. EEG delta activity: an indicator of attention to internal processing during performance of mental tasks. Int. J. Psychophysiol. 1996;24(1-2):161-171. doi: 10.1016/s0167-8760(96)00053-0. PMID: 8978441.
  17. Sharova E.V, Boldyreva G.N., Kulikov M.A. et al. EEG correlates of the states of visual and auditory attention in healthy subjects. Fiziologiya cheloveka. 2009;35(1):5-14. doi: 10.1134/s0362119709010010. (In Russ.)
  18. Machinskaya R.I. Neurophysiological mechanisms of voluntary attention: analytic review. Zhurnal vysshey nervnoy deyatel’nosti im. I.P. Pavlova. 2003;(53)2:133-152. (In Russ.)
  19. Basar E., Basar-Eroglu C., Karakas S., Schurmann M. Gamma, alpha, delta, and theta oscillations govern cognitive processes. Int. J. Psychophysiol. 2001;39(2-3):241-248. doi: 10.1016/s0167-8760(00)00145-8. PMID: 11163901.
  20. Lee E., Eslinger P., Du G. et al. Olfactory-related cortical atrophy is associated with olfactory dysfunction in Parkinson’s disease. Mov Dis. 2014;29(9): 1205-1208. doi: 10.1002/mds.25829. PMID: 24482154.
  21. Westermann B., Wattendorf E., Schwerdtfeger U. et al. Functional imaging of the cerebral olfactory system in patients with Parkinson’s disease. J Neurol Neu- rosurg Psychiatry. 2008;79(1):19-24. doi: 10.1136/jnnp.2006.113860. PMID: 17519323.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Kozhevnikov S.P., Ivanova I.L., Komissarova N.V., Shubina A.V., Vlasov M.A., 2021

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».