1. [Sleep spindles-Function, detection and use as biomarker for diagnostics in psychiatry]
- Author
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Jules, Schneider, Justus T C, Schwabedal, and Stephan, Bialonski
- Subjects
Psychiatry ,Data Collection ,Humans ,Electroencephalography ,Sleep Stages ,Sleep ,Biomarkers - Abstract
The sleep spindle is a graphoelement of an electroencephalogram (EEG), which can be observed in light and deep sleep. Alterations in spindle activity have been described for a range of psychiatric disorders. Due to their relatively constant properties, sleep spindles may therefore be potential biomarkers in psychiatric diagnostics.This article presents an overview of the state of the science on the characteristics and functions of the sleep spindle as well as known alterations of spindle activity in psychiatric disorders. Various methodological approaches and developments of spindle detection are explained with respect to their potential for application in psychiatric diagnostics.Although alterations in spindle activity in psychiatric disorders are known and have been described in detail, their exact potential for psychiatric diagnostics has yet to be fully determined. In this respect, the acquisition of knowledge in research is currently constrained by manual and automated methods for spindle detection, which require high levels of resources and are error prone. Newer approaches to spindle detection based on deep-learning procedures could overcome the difficulties of previous detection methods, and thus open up new possibilities for the practical application of sleep spindles as biomarkers in the psychiatric practice.HINTERGRUND: Die Schlafspindel ist ein Graphoelement des Elektroenzephalogramms (EEG), das im Leicht- und Tiefschlaf beobachtet werden kann. Veränderungen der Spindelaktivität wurden für verschiedene psychiatrische Erkrankungen beschrieben. Schlafspindeln zeigen aufgrund ihrer relativ konstanten Eigenschaften Potenzial als Biomarker in der psychiatrischen Diagnostik.Dieser Beitrag liefert einen Überblick über den Stand der Wissenschaft zu Eigenschaften und Funktionen der Schlafspindeln sowie über beschriebene Veränderungen der Spindelaktivität bei psychiatrischen Erkrankungen. Verschiedene methodische Ansätze und Ausblicke zur Spindeldetektion werden hinsichtlich deren Anwendungspotenzial in der psychiatrischen Diagnostik erläutert.Während Veränderungen der Spindelaktivität bei psychiatrischen Erkrankungen beschrieben wurden, ist deren exaktes Potenzial für die psychiatrische Diagnostik noch nicht ausreichend erforscht. Diesbezüglicher Erkenntnisgewinn wird in der Forschung gegenwärtig durch ressourcenintensive und fehleranfällige Methoden zur manuellen oder automatisierten Spindeldetektion ausgebremst. Neuere Detektionsansätze, die auf Deep-Learning-Verfahren basieren, könnten die Schwierigkeiten bisheriger Detektionsmethoden überwinden und damit neue Möglichkeiten für die praktische Anwendung von Schlafspindeln als Biomarker in der psychiatrischen Praxis eröffnen.
- Published
- 2022