Undersøgelse af motorisk hæmning ved Parkinsons sygdom og fokal hånddystoni (PD-INHIB)

Enhver bevægelse kræver en vis planlægning, der i høj grad er afhængig af neurale celler i frontal cortex forbundet med spinale kredsløb, som selv hjælper med at regulere muskelaktivitet. Disse kortikospinalprojektioner giver en kritisk rute, hvorigennem hjernen kontrollerer motorisk adfærd. Interessant nok kan excitabiliteten af ​​den corticospinal pathway undersøges non-invasivt hos mennesker ved at anvende enkelt-puls transkraniel magnetisk stimulation (TMS) over den primære motoriske cortex (M1), hvilket fremkalder motor-fremkaldte potentialer (MEP'er) i målrettede kontralaterale muskler. MEP'er er nyttige indikatorer for motorisk excitabilitet, da deres amplitude giver en muskelspecifik analyse af nettopåvirkningen af ​​faciliterende og hæmmende input på tidspunktet for stimuleringen. Kritisk har TMS-undersøgelser afsløret, at den kortikospinale vej viser dybtgående hæmmende ændringer under handlingsforberedelse, i overensstemmelse med bidraget fra hæmmende processer til bevægelseskontrol.

Denne effekt, der refereres til som forberedende hæmning, er blevet påvist i reaktionstid (RT) opgaver, uanset om forsøgspersonerne skal vælge et svar inden for et sæt foruddefinerede muligheder (valg RT opgave) eller skal specificere det samme svar på hver forsøg, i mangel af valg (simpel RT opgave). I disse opgaver stiger, som forventet, amplituden af ​​MEP'er fremkaldt i den valgte effektor i løbet af perioden før flytning. Men før aktiviteten begynder at stige, er der et indledende fald i amplituden af ​​MEP'er, hvilket indikerer undertrykkelsen af ​​den kortikospinale vej forbundet med den valgte bevægelse. En reduktion i MEP-amplitude observeres også i ikke-udvalgte og irrelevante effektorer, og her falder amplituden yderligere i løbet af handlingsforberedelsen. Forberedende hæmning er ikke kun til stede før bevægelsesstart; det er også manifest før go-signalet i RT-opgaver med instrueret forsinkelse, når en cue giver forhåndsinformation om det kommende svar, men forsøgspersonen skal derefter vente, indtil go-signalet præsenteres for at frigive sit svar. På det tidspunkt er undertrykkelse tydelig for MEP'er fremkaldt i fingereffektorer, inklusive dem, der er udvalgte, ikke-udvalgte eller opgave-irrelevante; MEP'er for benmuskler kan også udvise en vis undertrykkelse under forberedelse af fingersvar, men i meget svagere grad, hvilket indikerer, at den forberedende hæmning af det motoriske system er bred, men med en vis grad af begrænsning; det er mest fremtrædende for motoriske repræsentationer, der er fra samme kropssegment som den valgte effektor og svækket i andre lemmerrepræsentationer.

Adskillige hypoteser er blevet fremsat for at forklare den brede undertrykkelse af corticospinal excitabilitet observeret under handlingsforberedelse, hvor nogle er relateret til impulskontrol og andre til neural forstærkningsmodulation. Alligevel er den funktionelle rolle af forberedende hæmning fortsat intensivt diskuteret. Yderligere er der meget lidt viden om de hjerneregioner, der er involveret i at generere denne undertrykkelse i den kortikospinale vej.

Den nuværende forskningsprotokol har til formål at studere forberedende hæmning i to populationer af patienter, der lider af bevægelsesforstyrrelser. Først vil vi arbejde med Parkinsons sygdom (PD) patienter for at undersøge bidraget fra de basale ganglier til forberedende hæmning (Projekt 1 [P1] og Projekt 2 [P2], se nedenfor). Derefter vil vi overveje patienter med fokal hånddystoni (FHD) for at teste hypotesen om, at ændret muskelselektivitet i denne patologiske tilstand, i det mindste delvist, skyldes mangel på forberedende hæmning (Projekt 3 [P3], beskrevet nedenfor) .

Ud over dets grundlæggende mål kan nærværende forslag også give videnskabelig viden til at vejlede interventionsstrategier, der forbedrer motorisk funktion hos PD- og FHD-patienter. Dette spørgsmål er af stor relevans i betragtning af den stigende forventede levetid i vores samfund og den stigende forekomst af PD (især), der følger med det. Det foreliggende forslag kan også hjælpe med at udvikle interventionsstrategier i andre patologier forbundet med hæmmende mangler, herunder impulsiv beslutningstagning (f. PD; stofmisbrug). Dette spørgsmål er af stor betydning i betragtning af udbredelsen af ​​sådanne patologier i vores nutidige samfund.