Dynamische Hirnkartierung der funktionellen Wirkungen von Levodopa auf mehrere Cortex-Basalganglien-Schaltkreise bei der Parkinson-Krankheit (Dyn-fMRI-PD)

HINTERGRUND Die Parkinson-Krankheit (PD) ist eine neurodegenerative Erkrankung, die das Cortico-Basalganglien-Netzwerk einschließlich dopaminerger Degeneration beeinträchtigt. PD wird mit einer dopaminergen Ersatztherapie wie Levodopa behandelt, einem natürlichen Vorläufer von Dopamin. Leider entwickeln die meisten Patienten nach langjähriger Behandlung unwillkürliche Bewegungen, die als Levodopa-induzierte Dyskinesie (LID) bezeichnet werden. Es ist wenig darüber bekannt, wie Gehirnnetzwerke bei LID gestört sind. Um dies zu untersuchen, werden die Forscher eine multimodale Charakterisierung von PD-Patienten mit LID durchführen. Patienten mit und ohne LID werden mittels dynamischer aufgabenbasierter fMRT untersucht, um die Levodopa-induzierten Veränderungen der funktionellen Gehirnaktivität und Konnektivität beim Übergang vom Off-zu-On-Medikamentenzustand zu verfolgen. Für die aufgabenbasierte fMRT werden die Forscher eine neuartige experimentelle Aufgabe anwenden, die gleichzeitig motorische, emotionale und Belohnungsnetzwerke einbezieht. Darüber hinaus werden die Forscher auch das dopaminerge präsynaptische Defizit mithilfe von Dopamintransporter (DAT) PET ([18F]PE2I-PET) kartieren und quantifizieren, um die Ergebnisse mit der MRT zu korrelieren.

Diese Studie ist Teil einer größeren Studie zur Hirnphänotypisierung der Parkinson-Krankheit (ADAPT-PD) mittels MRT.

ZIEL Ziel dieser Teilstudie ist es, eine multimodale Charakterisierung von LID bei Parkinson unter Verwendung von sowohl fMRT als auch DAT-PET zu erreichen. Darüber hinaus werden sowohl motorische, belohnende als auch emotionale Cortico-Basalganglien-Netzwerke untersucht. Das Ergebnis dieser Studie wird den Grundstein für eine zukünftige nicht-invasive Hirnstimulationsstudie mit transkranieller Magnetstimulation (TMS) bei Parkinson legen.

Hypothesen

1. Patienten mit LID zeigen eine erhöhte Reaktionsfähigkeit auf eine akute Levodopa-Exposition, was zu einem stärkeren zeitabhängigen Anstieg der Aktivität des striatokortikalen motorischen Netzwerks (präSMA und Putamen) während NoGo-Studien nach Levodopa-Einnahme im Vergleich zu Patienten ohne LID führt (Herz et al. , 2014).
2. Bei Patienten mit LID führt die Einnahme von Levodopa zu stärkeren Aktivitätsanstiegen bei SMA und M1 und zu einer geringeren Rekrutierung von rIFG während der Bewegung (Go-Reaktionen) im Vergleich zu Patienten ohne LID (Cerasa et al., 2012).
3. Patienten mit LID zeigen im Vergleich zu Patienten ohne LID eine abnormale Levodopa-induzierte, aufgabenbezogene Konnektivität zwischen Putamen und M1 (Herz et al., 2015).
4. Patienten mit LID zeigen im Vergleich zu Patienten ohne LID eine verringerte Dopamintransporteraktivität im Putamen (Hong et al. 2014).

Die Analyse hinsichtlich Belohnung und emotionaler Verarbeitung bei Patienten mit LID und die Vergleiche zwischen fMRT und PET werden explorativ sein, da keine früheren Studien durchgeführt wurden.

FORSCHUNGSPLAN Für die Teilstudie wollen die Forscher 25 PD-Patienten mit LID, 25 PD-Patienten ohne LID und 25 altersentsprechende gesunde Kontrollpersonen rekrutieren.