Badanie zmian w aktywności mózgu u osób z chorobą Alzheimera na podstawie analizy sygnału EEG

Choroba Alzheimera (AD) jest częstą przyczyną demencji. Dotyka ok. 35 milionów ludzi na świecie. Obecnie nie ma na nią lekarstwa, dlatego wczesna diagnoza jest niezbędna, aby opóźnić objawy. EEG stanowi ważne źródło informacji o zmianach zachodzących w mózgu. Fale mózgowe są kluczowym markerem używanym do diagnozowania tej choroby. Wyznaczono gęstość widmową mocy dla 5 przedziałów częstotliwości odpowiadającym falom mózgowym. Wykonano test U Manna-Whitneya aby ocenić istotność zmian w aktywności mózgu u osób z AD, łagodnymi zaburzeniami poznawczymi (MCI) i grupą kontrolną. Zaobserwowano spadek mocy fal o niskiej i wysokiej częstotliwości u osób z AD i MCI w porównaniu do osób zdrowych, a także zmniejszona aktywność fal alfa, beta i gamma w płacie skroniowym, ciemieniowym i potylicznym. Zaproponowana metoda pozwala rozróżnić osoby zdrowe od chorych na Alzheimera, jednak nie ma wystarczających dowodów, aby rozróżnić stadia choroby lub osoby cierpiące na Alzheimera od osób z MCI.
Słowa kluczowe: Choroba Alzheimera, łagodne zaburzenia poznawcze, analiza EEG, gęstość widmowa mocy, fale mózgowe.

Alzheimer’s disease (AD) is a common cause of dementia, affecting approximately 35 million people worldwide. Currently, there is no cure for this disease, so early diagnosis is essential to delay symptoms. EEG is an important source of information about the changes in the brain. Brainwaves are a key marker used to diagnose AD. In this work PSD for 5 frequency bands corresponding to brainwaves was calculated. Statistical analysis with Mann Whitney U test was used to evaluate significance of the changes in the activity between people with AD, MCI and control group. The results showed the overall power drop in low and high-frequency waves in people with AD or MCI compared to control group. The decreased alpha, beta and gamma activity is observed in temporal, parietal, and occipital lobes. Proposed approach allows to successfully distinguish healthy individuals from AD patients, however, there is insufficient evidence to differentiate diseases stages or people with AD from those with MCI.
Keywords: Alzheimer’s disease, Mild Cognitive Impairment, EEG analysis, power spectral density (PSD), brainwaves.