CFF and Assessment of Pharmacodynamics: Role and Relationship to Psychometric, EEG and Pharmacokinetic Variables

Abstract

The role of critical flicker frequency (CFF) in the assessment of pharmacodynamics of psychotropic drugs as well as its relationship to psychometric, EEG and pharmacokinetic parameters was studied.

1. Correlating the pretreatment CFF with other psychometric variables such as attention, concentration, attention variability, reaction time, psychomotor activity and after-effect (Archimedean spiral) in 86 normal healthy young volunteers as well as in 19 aged subjects, the following significant correlations were found: the higher the CFF, the better the psychomotor performance, the longer the after-effect (indicating CNS-activation) and the shorter the reaction time (Wiener Reaktionsgerät). Correlation analyses of the pretreatment CFF with digital computer period analysis measurements of the vigilance-controlled EEG showed negative correlations with average frequency, frequency deviation and beta-activity and positive correlations with alpha activity.

2. The effect of representatives of the class of anxiolytics, neuroleptics, antidepressants and nootropic drugs was studied.

3. Utilizing dose-efficacy and time-efficacy curves, the CFF seems to be a valuable parameter mediating information about the pharmacodynamic properties of psychotropic substances.

4. The relationship between CFF and blood level is frequently not a linear one. As drug-induced changes in the CFF are less pronounced on the rising than on the descending slope of the kinetic curve, a loop-shaped curve (″ hysteresis loop″) can be obtained. The greater the area within the loop, the greater the delay between pharmacokinetics and pharmacodynamics.

Zusammenfassung

Die Rolle der Flimmerverschmelzungsfrequenz(FVF)-Methode in der Beurteilung der Pharmakodynamik psychotroper Medikamente und ihre Beziehung zu anderen psychometrischen, elektroenzephalographischen und pharmakokinetischen Variablen wurde untersucht.

1. Eine Korrelationsanalyse der FVF mit anderen psychometrischen Variablen wie Aufmerksamkeit, Konzentration, Aufmerksamkeitsvariabilität, Reaktionszeit, Psychomotorik und Nachbild (Archimedes Spirale) bei 86 normalen medikationsfreien jugendlichen Versuchspersonen und bei 19 älteren Probanden ergab folgende signifikante Korrelationen: Je höher die FVF, desto besser die Motorik, desto länger das Nachbild an der Archimedes Spirale (CNS Aktivierung) und desto kürzer die Reaktionszeit am Wiener Reaktionsgerät. Weitere Analysen mit mittels digitaler Intervallanalyse quantifizierten EEG-Variablen ergaben negative Korrelationen mit der Durchschnittsfrequenz, Frequenzvariabilität und Betaaktivität sowie eine positive Korrelation mit der Alphaaktivität.

2. Die Wirkung repräsentativer Substanzen von Anxiolytika, Neuroleptika, Antidepressiva und Antihypoxidotika/Nootropika wird beschrieben.

3. Dosis- und Zeit-Wirkungskurven von FVF-Daten geben wertvollen Aufschluß über pharmakodynamische Eigenschaften von psychotropen Substanzen.

4. Die Beziehung der FVF zu Blutspiegeln ist häufig eine nicht-lineare, die graphisch dargestellt eine sogenannte ,,Verzögerungsschleife" ergibt, da die medikamentös-induzierten FVF-Veränderungen weniger am aufsteigenden als am absteigenden Schenkel der kinetischen Kurve ausgeprägt sind. Je größer das Areal innerhalb der Schleife, desto größer ist die Verzögerung zwischen Pharmakokinetik und Pharmakodynamik.