Vyšetřování inhibičních kontrolních sítí u Parkinsonovy choroby

Pohybové poruchy jsou celosvětově hlavní příčinou invalidity. Ve Spojených státech se odhaduje, že více než 4 miliony lidí trpí Parkinsonovou nemocí (PD), esenciálním třesem (ET) a dystonií, což jsou některé z nejčastějších neurologických poruch. Z nich je PD nejčastější a je primárně charakterizována třesem, rigiditou a bradykinezí. Mnoho pacientů má však také výrazné nemotorické rysy, včetně deprese a kognitivní poruchy, s nedostatky v rychlosti zpracování, paměti, pozornosti a učení. Jedním z nejvíce oslabujících kognitivních nedostatků je inhibice odezvy (RI) neboli neschopnost potlačit navyklou činnost. Pacienti s PD mají významné potíže s RI a uvádějí, že její podstatný přínos k omezení kvality jejich života. Zatímco některé studie ukazují, že dopamin může zlepšit tento aspekt kognitivní funkce, mnoho pacientů zůstává značně narušeno.

RI se klinicky projevuje mnoha různými a důležitými způsoby, se sníženou mentální flexibilitou, přepínáním úkolů a koncentrací. RI může také přispívat k motorickému poškození s dysfunkcí chůze, pády a zamrznutím chůze. Bohužel tyto rysy PD a RI jsou méně dobře prozkoumány a postrádají účinné léčebné možnosti, což vyžaduje, aby byly zkoumány nové způsoby léčby. Hluboká mozková stimulace (DBS), i když je vysoce účinná léčba motorických projevů, je v podstatě neúčinná pro kognici a může ji dokonce zhoršit, přičemž jen málo studií v současnosti zkoumá, jak mohou různé parametry zlepšit NMS. Ve snaze začít řešit tyto oslabující rysy PD navrhují výzkumníci studovat RI u pacientů s pohybovými poruchami a korelovat pohyb a kognici se základní nervovou elektrofyziologií před a během úkolů inhibice pohybu a reakce.

Během rutinní operace DBS je stimulační elektroda implantována pomocí intraoperačních záznamů v bdělém stavu. Tyto rutinní záznamy umožňují neurologům a neurochirurgům přímo pozorovat neuronální palbu v mozku a identifikovat charakteristické vzory pro vymezení anatomických struktur. Jakmile je elektroda DBS na svém místě, je testována pomocí stimulačních parametrů, o kterých je známo, že jsou klinicky účinné pro motorické poruchy. To umožňuje akutní intraoperační testování terapeutického přínosu a vedlejších účinků a poskytuje informace o tom, jak bude pacient reagovat na terapii, jakmile je kraniální elektroda připojena k baterii a zapnuta.

Kromě tohoto rutinního záznamu a stimulace poskytuje toto nastavení také jedinečnou příležitost ke studiu nervové elektrofyziologie s minimálním zvýšeným rizikem. Měřením mozkové aktivity ve vnějších vrstvách (kůře) i ze samotné DBS elektrody, zatímco pacienti vykonávají různé úkoly, je možné korelovat behaviorální funkce a nervovou aktivitu. Naše centrum a několik dalších již mají zavedena výzkumná paradigmata k dosažení těchto cílů umístěním subdurální proužkové elektrody na kortex před umístěním elektrody DBS. Tyto páskové elektrody leží podél povrchu mozku a historicky se několik desetiletí používaly k mapování záchvatů, typicky jako pole elektrod umístěných přes otřepů. Jejich použití bylo teprve nedávno implementováno pro vyšetřování nervových okruhů při operaci DBS, nicméně jejich bezpečnost v tomto specifickém prostředí je již dobře zavedena a jejich dočasné umístění se v současnosti provádí v podobných studiích na tomto pracovišti. Nicméně, ačkoli předchozí studie umístily tyto proužky přes prefrontální oblasti, převážná většina výzkumu v této oblasti se zaměřuje na motorické obvody s umístěním přes senzomotorickou kůru. Aby bylo možné studovat NMS, budou na prefrontální kůru umístěny proužky se záznamy pořízenými během různých motorických a kognitivních úkolů a během různých vzorců stimulace.