Effects of Vagus Nerve Stimulation and Ketogenic Diet on Quality of Life and Changes in EEG and Sleep

Abstract: Popular Abstract in Swedish De flesta barn som insjuknar i epilepsi tillfrisknar eller blir anfallsfria med hjälp av antiepileptisk medicin. Hos drygt en fjärde del av barnen blir epilepsin svårbehandlad och anfallskontroll är svår att uppnå. Dessa barn ska i första hand erbjudas möjlighet till epilepsikirurgisk utredning och behandling. När epilepsikirurgisk behandling inte är möjlig att utföra eller inte gett förväntat resultat finns idag, förutom nya anti-epileptiska mediciner Vagus nerv stimulering och Ketogen kost. Vagus nerv stimulering är en relativt ny behandlingmetod. En utifrån programmerbar generator levererar elektriska impulser via vagus nerven i syfte att reducera och lindra epileptiska anfall. Vagus nerven står i direkt förbindelse med områden i hjärnan som har betydelse för epilepsi utveckling och anfallsgenerering samt reglering av stämningsläge och sömn. Kost som behandling vid epilepsi är betydligt äldre, och finns beskrivet redan i bibeln. Raphaels målning the Transfiguration of God, är hämtad från Marcus evangeliet, och beskriver bl a hur Jesus botar ett epileptiskt anfall med fasta och böner. Ketogen kost är en fettrik, kolhydrat- och protein- fattig kost som utvecklades redan på 1920-talet till en behandlingsmetod som skulle ersätta fasta. Målet med denna avhandling var att utvärdera effekter av vagus nerv stimulering på epileptisk aktivitet, elektrisk bakgrunds aktivitet och sömn samt att korrelera dessa med kliniska effekter på anfallsfrekvens, anfallsstyrka, beteende, stämningsläge, livskvalitet och kognition hos barn med svårbehandlad epilepsi, där epilepsikirurgisk behandling inte varit möjlig eller inte givit förväntad effekt. Utvärdering av effekt på sömn och korrelering med kliniska effekter gjordes även på ketogen kost behandling. Initialt och efter tre och nio månader (efter tre och tolv månader vid ketogen kost) undersöktes barnen med ambulatoriskt EEG under 24 timmar för detektion av epileptisk aktivitet och analys av sömn. Vidare undersöktes barnens kognitiva förmåga och föräldrarna fyllde i formulär avseende anfallsfrekvens, anfallsstyrka, beteende, stämningsläge och livskvalitet. I den första artikeln visar vi att vagus nerv stimulering har god effekt både på anfallsfrekvens, anfallsstyrka och livskvalitet och att det finns en positiv effekt på beteende, stämningsläge och depressions parametrar som ökar med tiden. Effekten på anfallsstyrka och livskvalitet och den positiva effekten på beteende, stämningsläge och depressionsparametrar var inte relaterad till minskningen av epileptiska anfall. I den andra artikeln utvärderar vi epileptisk aktivitet. Vi visar att den epileptiska aktiviteten minskar generellt och i synnerhet under REM sömn och djupsömn. Även antalet elektrografiska anfall minskar och vi kan visa att det finns en konkordans mellan minskningen av antalet elektrografiska anfall och den totala minskningen av epileptisk aktivitet. Denna effekt på såväl epileptisk aktivitet som på anfallsaktivitet indikerar att vagus nerv stimulering påverkar den epileptiska processen på olika nivåer, dels i form av en antiepileptisk arousal effekt och dels i form av en mer långverkande, neuron modulerande effekt. I en pilotstudie utvärderade vi en automatisk metod att detektera epileptisk aktivitet. Denna visade sig ha en mycket god korrelation med den manuella och användes därför för detektion av epileptisk aktivitet. I den tredje artikeln analyseras effekterna på sömn vid vagus nerv stimulering. Våra fynd indikerar att vagus nerv stimulering motverkar kända negativa effekter av epilepsi och epileptisk aktivitet på sömn. Dessutom ser vi en stabilisering av sömnarkitekturen med en ökning av djupsömnen, vilket skulle kunna bidra till den förbättrade livskvaliteten som beskrivs. Vi kan också visa att vagus nerv stimulering har en arousal liknande effekt. Denna effekt förefaller inte påverka välbefinnandet negativt utan istället vara relaterad till den antiepileptiska effekten vid vagus nerv stimulering. Vagus nerven har direkta förbindelser med centrala områden i hjärnan med betydelse för sömnreglering och antiepileptisk arousal effekt. Trots att vi ser omedelbara vagus nerv stimulerings relaterade effekter på arousals ser vi inga omedelbara stimulerings relaterade effekter på epileptisk aktivitet eller elektrisk bakgrunds aktivitet, analyserad med frekvensanalys. Vid ketogen kost behandling ser vi en minskning av sömnen och en förbättring av sömnkvaliteten framför allt i form av en ökad REM sömn. Vi ser också en signifikant förbättring av anfallsfrekvens, anfallsstyrka, livskvalitet och uppmärksamhet samt en korrelation mellan den ökade REM sömnen och förbättrade livskvaliteten. Den ökade REM sömnen förefaller vara en normalisering av en tidigare onormalt reducerad REM sömn. Genom att studera och kartlägga de neurofysiologiska effekterna på epileptisk aktivitet, sömn, elektrisk bakgrunds aktivitet samt att utvärdera och korrelera dessa med kliniska effekter på anfallsfrekvens, anfallsstyrka, beteende, stämningsläge, livskvalitet och kognition är det möjligt att få mer information om verkningsmekanismerna inte bara bakom den antiepileptiska effekten utan också bakom positiva och negativa sidoeffekter. Detta skulle kunna ha betydelse för ökade möjligheter att individualisera den antiepileptiska behandlingen.