Amplitude Histography of the EEG in Psychopharmacological Research

Summary

The amplitude histography is applied in a quantitative EEG-study of drug-effects in the isolated perfused rat brain; parallel to this, the EEG is analyzed by a frequency-orientated technique (interval histography). Chlorpromazine and 5 of its metabolites, as well as imipramine and imipramine-NO are investigated with the aim of differentiating the central drug effects by means of the EEG.

Results

• Some drugs are well characterized by their EEG effects and can be easily discriminated from control experiences and less active substances.

• The discriminating power of amplitude analysis is nearly equivalent to that of frequency measures. In particular, the “standard amplitude” (= S.D. of the amplitude histogram) and the excess of kurtosis are sensitive indicators of EEG drug-effects; the 3rd central moment (skewness) is less significant, but can be of interest in particular cases.

• Certain transient but important EEG events, such as spikes, sharp waves or high-voltage theta groups, cause a marked deviation from a gaussian amplitude distribution (positive excess of kurtosis); these EEG phenomena are not reflected adequately by analysis methods in the time or frequency domain.

Zusammenfassung

Die Amplitudenhistographie wurde in einer quantitativen EEG-Studie über Pharmakawirkungen am isoliert perfundierten Rattenhirn angewandt; daneben wurden Intervallhistogramme ausgewertet. Chlorpromazin und 5 seiner Metaboliten sowie Imipramin und Imipramin-NO wurden hinsichtlich ihrer EEG-Effekte untersucht.

Ergebnisse

• Einige Substanzen zeigen charakteristische EEG-Effekte, die sie deutlich von Kontrollversuchen und weniger aktiven Metaboliten unterscheiden.

• Die Trennschärfe der Amplitudenhistographie ist nicht geringer als die der Frequenzverteilung im EEG; insbesondere sind die “Standardamplitude” (= Standardabweichung des A.-Histogramms) und das 4. zentrale Moment empfindliche Indikatoren für pharmakologische EEG-Effekte. Weniger brauchbar erscheinen die Schiefemaße.

• Sporadische oder gruppierte paroxysmale EEG-Muster führen zu einem deutlichen Anstieg des Wölbungsmaßes; diese wichtigen hirnelektrischen Phänomene werden durch frequenzorientierte Analysemethoden nicht adäquat erfaßt.