Kortikale Korrelate von Gangautomatik und Alltagsmobilität bei der Parkinson-Krankheit (cueing)

Kortikale Korrelate der Gangautomatik bei der Parkinson-Krankheit: Auswirkung von Hinweisen

Ein anerkanntes Markenzeichen des gesunden Gehens ist die Automatik, definiert als die Fähigkeit des Nervensystems, Bewegungen mit minimalem Einsatz aufmerksamkeitsintensiver, exekutiver Ressourcen erfolgreich zu koordinieren. Es wurde vermutet, dass viele Gehstörungen bei Menschen mit Parkinson-Krankheit (PD) durch eine Verschiebung der Bewegungssteuerung von einer gesunden Automatik zu einer kompensatorischen, exekutiven Kontrolle gekennzeichnet sind. Diese Umstellung auf weniger Automatismus ist potenziell nachteilig für die Gehleistung, da exekutive Kontrollstrategien nicht für die lokomotorische Kontrolle optimiert sind, eine begrenzte kognitive Reserve übermäßig beanspruchen und ständig Aufmerksamkeit erfordern. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass die Kontrolle des Gangs weniger automatisch erfolgt, wenn der Gang variabler wird, wie bei Menschen mit Parkinson, d. h. eine stärkere Beteiligung des präfrontalen Kortex erfordert. Da die Gangvariabilität jedoch kein direktes Maß für die Automatik ist, ist umstritten, ob sie wirklich eine beeinträchtigte Gangautomatik oder eine beeinträchtigte Gangstabilität (d. h. dynamisches Gleichgewicht) widerspiegelt. Die jüngste Entwicklung der drahtlosen, funktionellen Nahinfrarot-Spektroskopie (fNIRS) des Gehirns bietet direktere, physiologische Messungen der Automatik, wie z. B. eine verringerte Aktivität des präfrontalen Kortex. Der Beitrag anderer kortikaler Bereiche zum Konzept der Gangautomatik ist jedoch weitgehend unbekannt. Hier werden wir zum ersten Mal ein Full-Cap-fNIRS-System verwenden, um die kortikale Aktivität in mehreren Gehirnbereichen und tragbare Trägheitssensoren zu überwachen, um zu bestimmen, wie kognitive Fähigkeiten, Levodopa und Cueing die Gangautomatik beeinflussen.

Die Auswirkungen kognitiver Dysfunktion und Interventionen auf den Gang bei Menschen mit Parkinson sind komplex. Beeinträchtigte Exekutivfunktionen wurden mit Gang- und Gleichgewichtsstörungen bei Parkinson in Verbindung gebracht, aber es ist nicht bekannt, ob dieser Zusammenhang auf die Unfähigkeit zurückzuführen ist, die schlechte Kontrolle der Gangautomatik durch die Basalganglien durch eine erhöhte Aktivität des präfrontalen Kortex beim Gehen zu kompensieren. Sensorisches Cueing kann die Ganggeschwindigkeit erhöhen und die präfrontale Aktivität verringern, aber im Gegensatz zu Levodopa kann es aufgrund der verbesserten Automatik zu einer verringerten Gangvariabilität führen. Wir haben kürzlich eine neuartige Art von personalisierter (ausgelöst durch das eigene Gehmuster des Probanden), schrittsynchronisierte taktile Stimulation an den Handgelenken entwickelt, um die Qualität des Gangs und der Drehung bei Menschen mit Parkinson zu verbessern. Wir werden nun die Auswirkungen von kognitiver Dysfunktion, dopaminerger Medikation und taktiler Signalisierung auf die Qualität des Gehens und Drehens vergleichen und untersuchen, ob Verbesserungen Veränderungen in der präfrontalen Aktivität widerspiegeln.

Dieses Projekt wird die kortikalen Korrelate der Gangautomatik charakterisieren, die Veränderungen der Gangautomatik mit Cueing bei Menschen mit Parkinson und wie diese Veränderungen zu einer Verbesserung des Gangs und der Drehung führen. Das langfristige Ziel ist es, die Mechanismen der beeinträchtigten Gangautomatik bei Parkinson aufzuklären.

Ziel der Studie ist es, die Auswirkungen eines neuartigen, personalisierten, taktilen Hinweissystems auf die Gangautomatik zu bestimmen. Wir stellten die Hypothese auf, dass schrittsynchronisiertes taktiles Cueing die präfrontale Kortexaktivität reduziert (Automatizität verbessert) und die Gangvariabilität (sowie die Ganggeschwindigkeit) verbessert. Wir sagen voraus, dass eine verbesserte Automatik mit verbesserter Gangvariabilität mit einer erhöhten Aktivierung anderer als präfrontaler kortikaler Bereiche beim Gehen verbunden sein wird (d. h. sensomotorisch). Um die Auswirkungen von Cueing zu bestimmen, werden 60 Teilnehmer mit PD von randomisiert in eine von zwei Cueing-Interventionen eingeteilt: 1) personalisiertes, schrittsynchronisiertes taktiles Cueing und 2) taktiles Cueing in festgelegten Intervallen als aktive Kontrollgruppe. In einer Sekundäranalyse wird untersucht, ob die Wirkung von Cueing auf die Gangautomatik durch kognitive Dysfunktion beeinflusst wird. Darüber hinaus werden wir die Machbarkeit und potenziellen Vorteile der unabhängigen Verwendung von taktilen Hinweisen während einer Woche im täglichen Leben für eine zukünftige klinische Studie untersuchen.