Kortikale korrelater af gangautomatik og hverdagsmobilitet ved Parkinsons sygdom (cueing)

Kortikale korrelater af gangautomatik i Parkinsons sygdom: virkningen af ​​cueing

Et velkendt kendetegn ved sund gang er automatik, defineret som nervesystemets evne til succesfuldt at koordinere bevægelse med minimal brug af opmærksomhedskrævende, udøvende ressourcer. Det er blevet foreslået, at mange gange abnormiteter hos mennesker med Parkinsons sygdom (PD) er karakteriseret ved et skift i lokomotorisk kontrol fra sund automatik til kompenserende, udøvende kontrol. Dette skift til mindre automatik er potentielt skadeligt for gangpræstationer, da eksekutive kontrolstrategier ikke er optimeret til lokomotorisk kontrol, stiller overdrevne krav til en begrænset kognitiv reserve og konstant kræver opmærksomhed. Det er blevet antaget, at når gangarten bliver mere variabel, som hos mennesker med PD, er kontrol af gang mindre automatisk, dvs. kræver mere præfrontal cortex involvering. Men da gangvariabilitet ikke er et direkte mål for automatik, er det kontroversielt, om det virkelig afspejler nedsat gangautomatik eller nedsat gangstabilitet (dvs. dynamisk balance). Den seneste udvikling af trådløs, funktionel, nær-infrarød spektroskopi (fNIRS) af hjernen giver mere direkte, fysiologiske mål for automatik, såsom reduceret præfrontal cortex aktivitet. Bidraget fra andre kortikale områder til begrebet gangautomatik er dog stort set ukendt. Her vil vi for første gang bruge et full cap fNIRS-system til at overvåge kortikal aktivitet i flere hjerneområder og bærbare, inertisensorer til at bestemme, hvordan kognitive evner, levodopa og cueing påvirker gangautomatik.

Effekterne af kognitiv dysfunktion og interventioner på gang hos mennesker med PD er komplekse. Nedsat eksekutiv funktion har været forbundet med nedsat gang og balance ved PD, men det vides ikke, om dette forhold skyldes manglende evne til at kompensere for dårlig basalganglikontrol af gangautomatik med øget præfrontal cortex aktivitet under gang. Sensorisk cueing kan øge ganghastigheden og reducere præfrontal aktivitet, men i modsætning til levodopa kan det resultere i reduceret gangvariabilitet på grund af øget automatik. Vi har for nylig udviklet en ny type personlig (udløst af emnets eget gangmønster), trinsynkroniseret taktil stimulering på håndleddene for at forbedre kvaliteten af ​​gang og drejning hos mennesker med PD. Vi vil nu sammenligne virkningerne af kognitiv dysfunktion, dopaminerg medicin og taktil cueing på kvaliteten af ​​gang og drejning og undersøge, om forbedringer afspejler ændringer i præfrontal aktivitet.

Dette projekt vil karakterisere de kortikale korrelater af gangautomatik, ændringerne i gangautomatik med cueing hos mennesker med PD, og ​​hvordan disse ændringer oversættes til forbedring i gang og drejning. Det langsigtede mål er at afdække mekanismerne for nedsat gangautomatik ved PD.

Formålet med undersøgelsen er at bestemme virkningerne af et nyt, personligt, taktilt cueing-system på gangautomatik. Vi antog, at trinsynkroniseret taktil cueing vil reducere præfrontal cortex aktivitet (forbedrer automatik) og forbedre gangvariabilitet (såvel som ganghastighed). Vi forudsiger, at forbedret automatik med forbedret gangvariabilitet vil være forbundet med øget aktivering af andre end præfrontale kortikale områder under gang (dvs. sensorisk-motorisk). For at bestemme effekterne af cueing vil 60 deltagere med PD fra blive randomiseret i en, af to, cueing-interventioner: 1) personlig, trinsynkroniseret taktil cueing og 2) taktil cue med faste intervaller som en aktiv kontrolgruppe. En sekundær analyse vil undersøge, om effekten af ​​cueing på gangautomatik er påvirket af kognitiv dysfunktion. Derudover vil vi udforske gennemførligheden og potentielle fordele ved uafhængig brug af taktil cue i løbet af en uge i dagligdagen til et fremtidigt klinisk forsøg.