Analysis of cerebral responses to flicker in patients complaining of episodic headache

Abstract

• 1. Frequency analyses of electroencephalograms from 50 subjects with no clinical complaint of headache and 113 suffering from episodic headache provide statistically significant evidence of a specific response spectrum to stimulation by flickering light in patients complaining of severe episodic headaches with associated nausea, vomiting and visual disturbances, or paraesthesia.

• 2. Two main types of fundamental frequency response curves were obtained:

  • (a) the “N” type in subjects without headache, with a peak in the alpha band and declining rapidly with increase of stimulus frequency above 14 f/sec.;

  • (b) the “H” type in patiens complaining of headache, with a flat top showing a response maintained up to or above 20 f/sec.

• 3. A third type of frequency response curve was observed in a few patients in the control group; this showed a peak in the alpha band, a trough at about 14 f/sec. and a second peak at about 18 f/sec.

• 4. The three types of curve can be differentiated by direct comparison of the abundance of response at 18 f/sec. with that at the peak, and of the abundance at the trough to that at 18 f/sec.

• 5. Statistical analysis of the results showed that the odds against the association between the “H” type of frequency response curve and clinical complaint of headache being fortuitous are greater than a million to one.

• 6. The examination can be performed in approximately 2 min. with the aid of a frequency analyser and stroboscope and provides a useful method for the investigation of patients complaining of headaches, particularly those considered to be suffering from migraine.

• 7. No significant alteration in the flicker response curve has been observed during a headache attack and the conventional forms of medication have no apparent effect on the response, even when symptomatic relief is obtained.

• 8. Blocking the cervical sympathetic chain with procaine was followed by conversion of the “H” type to the normal curve for a few hours in the two cases tried, and both obtained symptomatic relief.

• 9. The spatial distribution of the cerebral mechanisms involved in the flicker response is being studied, together with the effect of postural change in order to test the hypothesis that the clinical and electro-cerebral features are both the result of disturbance in the cardio-vascular barostatic mechanisms.

Résumé

• 1. Les analyses de fréquence des électroencéphalogrammes de 50 sujets sans plainte subjective de céphalée, et de 113 sujets avec des céphalées épisodiques fournissent une évidence statistiquement significative d'un spectre de réponse spécifique à la stimulation lumineuse intermittente chez des malades souffrant de céphalée épisodique sévère, avec association de nausée, de vomissements, de troubles visuels, ou de paresthésies.

• 2. On a pu obtenir deux types principaux de courbes de réponse de fréquences fondamentales: a) le type “N” chez les sujets sans céphalée, avec un pic dans la décroissant rapidement lors d'une augmentation de la fréquence du stimulus au-dessus de 14 f/sec.; b) le type “H” chez les malades sujets aux céphalées, avec un sommet plat, démontrant une réponse maintenue jusqu'à, ou audessus de 20 f/sec.

• 3. Un troisième type de courbe de réponse de fréquence fut observé chez quelques malades du groupe de contrôle; dans celui-ci il y avait un pic dans la bande alpha, une activité de fond aux alentours de 14 f/sec., et un deuxième pic à 18 f/sec.

• 4. On peut différentier les trois types de courbes par la comparaison directe de l'avondance de réponse à 18 f/sec. avec celle au pic, et de l'avondance à du rythme de fond avec celle de la fréquence à 18 f/sec.

• 5. L'analyse statistique des résultats démontrait que les chances d'avoir une association fortuite entre le type H de la courbe de réponse de fréquence et la plainte clinique de céphalée sont plus grandes qu'un million pour un.

• 6. L'examen peut être fait dans un temps approximatif de deux minutes à l'aide d'un analyseur de fréquence et d'un stroboscope, et il fournit une méthode d'investigation utile chez les malades se plaignant de céphalées et en particulier chez ceux qui sont considérés comme des migraineux.

• 7. Il n'y a pas d'altération significative dans la courbe de réponse à la S.L.I. au cours d'une crise de céphalée, et les moyens habituels de médication n'ont aucun effet apparent sur la réponse, même quand un soulagement symptomatique est obtenu.

• 8. On a essayé, chez deux malades, le blocage à procaine de la chaîne cervicale sympathique, ce qui était suivi d'une conversion du type H à une courbe normale pendant quelques heures; les deux malades accusaient un soulagement symptomatique.

• 9. On étudie la distribution spatiale des mécanismes cérébraux qui sont impliqués dans la S.L.I., ainsi que les effets du changement postural, afin de mettre à l'épreuve l'hypothèse que les traits cliniques et électrographiques sont tous des deux le résultat de désordres des mécanismes cardio-vasculaires barostatiques.

Zusammenfassung

• 1. Frequenzanalysen des Elektroenzephalograms bei 50 Individuen, welche nicht an Kopfschmerzen litten, und bei 113 Individuen, welche episodischen Kopfschmerzen unterworfen waren, ergaben statisch signifikante Indizien eines spezifischen Antwortspektrums auf intermittierende Lichtreizung, welches bei Patienten angetroffen wird, welche an episodischen, mit Nausea, Erbrechen, Sehstörungen oder Parästhesien einhergehenden Kopfschmerzen leiden.

• 2. Zwei Typen der fundamentalen Frequenzantwortkurve wurden gefunden:

  • (a) Der N- Typus bei Individuen ohne Kopfschmerzen mit einem Gipfel im AlphaBand und raschem Abfallen in Bändern mit Reizfrequenz en über einem Wert von 14 Blitzen pro Sekunde.

  • (b) Der H-Typus bei Patienten, welche an Kopfschmerzen leiden und bei welchen ein flaches Plateau gefunden wird mit Reizantworten, welche, aufrechterhalten werden bis zu einer Frequenz über 20 Blitzen pro Sekunde.

• 3. Ein dritter Typus der Frequenzantwortkurve wurden bei einigen wenigen Individuen der Kontrollgruppe beobachtet. In diesem Fall bestand ein Gipfel im Alpha-Band, ein Abfallen im Bereich von 14 Blitzen pro Sekunde, und ein erneuter Anstieg zu einem Gipfel im Bereich von 18 Blitzen pro Sekunde.

• 4. Die drei Kurventypen können differenziert werden durch einen direkten Vergliech der Antwort im Band von 18 Blitzen pro Sekunde mit derjenigen am Gipfelwert, und mit den Werten am Tiefpunkt mit denjenigen im Band von 18 Blitzen pro Sekunde.

• 5. Eine statistische Auswertung der Befunde zeigte, dass die Wahrscheinlichkeit, wonach die Assozierung des H-Typus der Frequenzkurve mit Auftreten von Kopfschmerzen auf Zufall beruhen, könnte kleiner als 1 in 1 Million ist.

• 6. Die Untersuchung kann in ungefähr 2 Minuten ausgeführt werden mit Hilfe eines Frequenzanalysators und eines Stroboskops und kann als eine brauchbare Method für die Untersuchung von Patienten mit Kopfschmerzen, speziell solchen mit Migräne, angesehen werden.

• 7. Während einem Kopfschmerzenanfall konnte keine signifikante Veränderungen der photischen Reizantwortskurve beobachtet werden, und die üblichen Formen der Medikation haben keinen augenscheinlichen] Effekt auf das Reizantwortspektrum, selbst wenn symptomatische Beschwerdefreiheit erzeugt wird.

• 8. Blockierung des Halssympatikus mit Prokain erzeugte Veränderung des H-Typus zu einer Normalkurve welche für einige Stunden anhielt und symptomatische Beschwerdefreiheit wurde damit ebenfalls erzeugt.

• 9. Die räumliche Verteilung der zerebralen Mechanismen, welche in diesem Reizantwort-typus mitspielen, und die Effekte von Lageveränderungen auf diese Reizantwort, bilden das Objekt einer weiteren Studie, welche zum Zweck hat, die Hypothese zu prüfen, wonach die mitgketeilten klinischen und elektroenzephalographischen Aspekte auf Grund von Störungen in barostatischen Kreislaufmechanismen erklärt werden können.