Le caratteristiche delle onde cerebrali durante il sonno predicono il rischio di demenza. / Brain Wave Patterns During Sleep Predict Risk of Dementia

 Le caratteristiche delle onde cerebrali durante il sonno predicono il rischio di demenza. / Brain Wave Patterns During Sleep Predict Risk of Dementia

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Un'analisi basata sull'apprendimento automatico delle onde cerebrali durante il sonno, condotta su oltre 7.000 partecipanti, ha rilevato che un'età cerebrale superiore all'età anagrafica di una persona predice un rischio maggiore di sviluppare demenza in futuro. I risultati, pubblicati su JAMA Network Open, mostrano che ogni aumento di 10 anni dell'età cerebrale rispetto all'età anagrafica comporta un aumento del 39% del rischio di demenza. 

Il modello di apprendimento automatico integra le misurazioni di molteplici caratteristiche microstrutturali rilevate nelle onde cerebrali ottenute da registrazioni elettroencefalografiche (EEG) del sonno. Mentre studi precedenti non avevano mostrato un legame significativo tra demenza e le tradizionali misure di qualità del sonno, come il tempo trascorso in ciascuna fase del sonno, l'analisi di queste metriche a scala più fine potrebbe fornire una visione molto più approfondita dei processi cerebrali implicati nella memoria e nella cognizione. 

"I disturbi del sonno sono sempre più riconosciuti come indicatori precoci e potenziali fattori di rischio modificabili per la demenza", ha affermato Yue Leng, MBBS, PhD, professore associato di psichiatria presso la UCSF School of Medicine e autore senior dello studio. "Tuttavia, le metriche generali del sonno non colgono appieno la natura complessa e multidimensionale della fisiologia del sonno. Al contrario, la microstruttura dell'elettroencefalogramma (EEG) del sonno riflette direttamente i processi neurali, offrendo l'opportunità di sviluppare marcatori digitali per la diagnosi precoce della demenza".

Leng e colleghi hanno analizzato i dati di 7.105 adulti provenienti da cinque diversi studi, tutti con registrazioni EEG effettuate durante la notte a casa. Il modello di apprendimento automatico ha esaminato 13 caratteristiche microstrutturali delle onde cerebrali, tra cui la misurazione della profondità del sonno attraverso l'analisi delle onde delta o la quantificazione di picchi di attività cerebrale noti come fusi, che sono stati collegati al consolidamento della memoria durante il sonno. 

Con l'avanzare dell'età, è noto che tutti questi schemi di onde cerebrali durante il sonno cambiano. Per riassumere al meglio l'analisi di molteplici caratteristiche delle onde cerebrali, i ricercatori hanno confrontato i risultati di ciascun individuo con quelli attesi per la sua età. La differenza tra l'"età cerebrale" misurata e l'età cronologica del paziente è nota come indice di età cerebrale (BAI). 

I risultati hanno mostrato che un BAI più elevato, indice di un cervello più anziano, era associato ad un rischio significativamente maggiore di sviluppare demenza. In particolare, per ogni aumento di 10 anni del BAI, il rischio di demenza aumentava del 39%. Questa associazione è rimasta significativa anche dopo aver tenuto conto di altri fattori noti per influenzare il rischio di demenza, tra cui sesso, età, livello di istruzione, BMI, attività fisica, altre condizioni mediche e fattori di rischio genetici come lo stato di portatore dell'allele APOE . 

Poiché le registrazioni EEG del sonno possono essere raccolte in modo non invasivo a casa, questi risultati indicano il potenziale di questo metodo per rilevare il rischio di demenza in contesti non clinici con l'uso di tecnologie indossabili. Sebbene siano necessarie ulteriori ricerche per confermare i nessi causali tra i modelli di sonno ed il rischio di demenza, questo lavoro suggerisce la possibilità di ridurre il rischio di demenza migliorando l'età cerebrale, poiché studi precedenti hanno dimostrato che il trattamento dei disturbi del sonno può apportare cambiamenti significativi ai modelli di onde cerebrali durante il sonno. 

"Una migliore gestione del corpo, come la riduzione dell'indice di massa corporea e l'aumento dell'esercizio fisico per diminuire la probabilità di apnea, potrebbe avere un impatto", ha affermato Haoqi Sun, PhD, professore assistente di neurologia presso il Beth Israel Deaconess Medical Center e autore principale dello studio. "Ma non esiste una pillola magica per migliorare la salute del cervello". 

ENGLISH

A machine learning analysis of brain waves during sleep in over 7,000 participants has found that a “brain age” higher than a person’s actual age predicts a higher risk of developing dementia later on. Results published in JAMA Network Open show that every 10-year increase in brain age over actual age made dementia risk rise by 39%. 

The machine learning model integrates measurements of multiple microstructural features found in brain waves from sleep electroencephalography (EEG) recordings. While earlier studies had shown no significant link between dementia and traditional measures of sleep quality, such as time spent in each sleep stage, analyzing these finer-scale metrics could provide a much more in-depth look at brain processes implicated in memory and cognition. 

“Sleep disturbances are increasingly recognized as early indicators and potential modifiable risk factors for dementia,” said Yue Leng, MBBS, PhD, associate professor of psychiatry at the UCSF School of Medicine and senior author of the study. “However, broad sleep metrics do not fully capture the complex and multidimensional nature of sleep physiology. In contrast, the microstructure of sleep electroencephalography (EEG) directly reflects the neural processes, presenting an opportunity to develop digital markers for the early detection of dementia.”

Leng and colleagues analyzed data from 7,105 adults across five different studies, all of which had EEG recordings taken overnight at home. The machine learning model looked at 13 microstructural features of brain waves, including measuring sleep depth by looking at delta waves or quantifying bursts of brain activity known as spindles, which have been linked to memory consolidation during sleep. 

As the brain ages, all of these sleep brain wave patterns are known to change. To better summarize the analysis of multiple brain wave features, the researchers compared each individual’s results to those expected at their age. The difference between the measured “brain age” and the patient’s chronological age is known as the brain age index (BAI). 

Results showed that a higher BAI—indicating an older brain—was linked to a significantly higher risk of developing dementia. In particular, for each 10-year increase in BAI, the risk of dementia rose by 39%. This association remained significant after accounting for other factors known to influence dementia risk, including sex, age, education, BMI, physical activity, other medical conditions and genetic risk factors such as APOE carrier status. 

Since sleep EEG recordings can be collected non-invasively at home, these findings point at the potential of this method to detect dementia risk in nonclinical settings with the use of wearable technologies. Although more work will be needed to confirm the causal links between sleep patterns and dementia risk, this work points at the possibility of reducing dementia risk by improving brain age, as previous studies have found that treating sleep disorders can make meaningful changes in sleep brain wave patterns. 

“Better body management, such as lowering body mass index and increasing exercise to reduce the likelihood of apnea, may have an impact,” said Haoqi Sun, PhD, assistant professor of neurology at Beth Israel Deaconess Medical Center and lead author of the study. “But there’s no magic pill to improve brain health.” 

Da:

https://www.insideprecisionmedicine.com/topics/translational-research/brain-wave-patterns-during-sleep-predict-risk-of-dementia/?_hsenc=p2ANqtz-_7m7H7uahxH9uLp1-72WkeIy61XlAquD4qvx_8GCic1RTsWQMsll751BN-Y65FHTtvJyrbUW7j0oEpAKy-ds6HG-MA5ukLSMhDo_9X51vd1ZzJxvc&_hsmi=409771441