Bewegungsfehlerprozesse und sensomotorische Anpassung bei Parkinson-Patienten (Kinarm)

Die Parkinson-Krankheit (PD) ist eine neurodegenerative Pathologie, die durch den Tod von dopaminergen Neuronen in der Substantia nigra pars compacta gekennzeichnet ist. Die wichtigsten klinischen Symptome sind Akinesie-Steifheit-Tremor. Diese motorischen Defizite sind auf eine Dysfunktion im Netzwerk der Basalganglien zurückzuführen, die ein Ensemble von subkortikalen Kernen bilden, die an der Bewegungskontrolle und dem motorischen Lernen beteiligt sind. Die Beteiligung der Basalganglien (BG) beim Erlernen von Bewegungsabläufen (d. h. bei Bewegungsauswahlprozessen) ist eindeutig belegt. Ihr Beitrag zur Anpassung der Bewegungsausführung bleibt jedoch ungewiss. Bis vor kurzem konzentrierte sich die überwiegende Mehrheit der Studien zur motorischen Anpassung auf einen bestimmten Mechanismus: einen impliziten Prozess, durch den die motorische Leistung auf der Grundlage von Fehlern, die bei der Bewegungsausführung beobachtet wurden, schrittweise verbessert wird, wobei im Wesentlichen Kleinhirnschleifen rekrutiert werden. Heute ist eine neue Forschungsrichtung entstanden, die versucht, verschiedene Mechanismen zu identifizieren, die zur motorischen Anpassung beitragen. Insbesondere die Implikation von kognitiven Strategien und Mechanismen des bestärkenden Lernens standen im Mittelpunkt mehrerer neuerer Studien, die somit die Rolle des BG betonten.

Das Ziel des vorliegenden Projekts ist es, den Zusammenhang zwischen den Verhaltensdefiziten und den elektrophysiologischen Anomalien zu dokumentieren, die bei PD-Patienten bei Aufgaben beobachtet werden, die eine motorische Anpassung an visuelle oder mechanische Störungen beinhalten. Neuere elektrophysiologische Studien haben Anomalien in der Oszillationsaktivität in der BG-Kortex-Schleife bei PD offenbart; nämlich die Aktivität im Betaband (~20 Hz) stellt eine übermäßige Synchronisation dar, die zu einigen Verhaltenssymptomen beitragen kann. Interessanterweise haben neuere Arbeiten gezeigt, dass die Synchronisation in der BG und ihren kortikalen Projektionen 1) durch Behandlungen wie dopaminerge Medikamente (L-Dopa) oder tiefe Hirnstimulation des subthalamischen Kerns (NST) verringert und 2) in Bezug auf moduliert wird Bewegungsfehlerprozesse.

In diesem Projekt ist geplant, zwei Studien mit jeweils mehreren Studien durchzuführen. Das Ziel der ersten Studie ist zweierlei: Erstens ein besseres Verständnis der motorischen Anpassungsdefizite, die für verschiedene Stadien der Parkinson-Erkrankung spezifisch sind, und dann die Untersuchung des Einflusses der dopaminergen Medikation auf letztere. Zu diesem Zweck werden die Verhaltensleistung und die elektrophysiologische (EEG) Aktivität von PD-Patienten während der frühen und fortgeschritteneren Stadien der Pathologie, mit oder ohne Medikation (ON oder OFF L-Dopa) untersucht. Das besondere Interesse dieser Studie liegt in der Beziehung zwischen der Beta-Band-Aktivität und einerseits potenziellen Defiziten in den expliziten kognitiven Strategien, die in der Anfangsphase der Anpassung rekrutiert werden, und andererseits Anomalien in den motorischen Mechanismen des bestärkenden Lernens Anpassung. Ein sekundäres Ziel wird es sein, die Beobachtungen im Lichte von Neuroimaging-Daten zu interpretieren. Das Ziel der zweiten Studie wird es sein, oszillierende und synchronisierte Aktivitäten in den BG-Kortex-Schleifen während der motorischen Anpassung an visuelle oder mechanische Störungen zu untersuchen. Die Aufzeichnung von NST LFP und EEG impliziert die Teilnahme von implantierten PD-Patienten.