Untersuchung der möglichen positiven Auswirkungen nicht-invasiver und invasiver Neuromodulation auf das Einfrieren des Gangs bei der Parkinson-Krankheit bei verschiedenen ambulanten Komplexitäten: Eine elektrophysiologische und fMRT-Studie

Das Einfrieren des Ganges (FOG) ist ein verheerendes Symptom der Parkinson-Krankheit (PD), bei der Patienten vorübergehend am Boden festkleben und nicht mehr effizient gehen können. Die Pathogenese von FOG bleibt ungewiss, wird aber wahrscheinlich auf funktionelle Störungen in oberflächlichen kortikalen und tiefen Fortbewegungsregionen zurückgeführt. FOG tritt bei komplexem Gehen, wie z. B. Wenden, tendenziell deutlicher auf als beim einfachen geraden Gehen, und die Gründe für dieses Phänomen bleiben unklar. Leider müssen noch wirksame Methoden zur Bewältigung dieses ambulanten Problems identifiziert werden, und die Quantifizierung paroxysmaler Gangphasen erweist sich allein anhand der klinischen Bewertung als schwierig. Daher ist ein wissenschaftliches Werkzeug gerechtfertigt. In diesem dreijährigen Vorschlag wollen wir diese Herausforderungen umfassend angehen. Zunächst wollen wir einen Algorithmus für künstliche Intelligenz zur Identifizierung und Quantifizierung von FOG-Episoden mithilfe von Rot-Grün-Blau- (RGB) und Gehwegdruckdaten entwickeln. PD-Patienten mit FOG werden einem standardisierten Gehprotokoll auf dem PKMAS-System unterzogen, bei dem gleichzeitig Daten aus zwei Winkeln der Videoaufzeichnung und des Fußdrucks erfasst werden. Beschriftete Videos von FOG-Vorfällen werden in einen Algorithmus, den Adaptive Fusion Algorithm for Spam Detection (AFSD), eingegeben, der rohe RGB-Daten, optische Flussdaten (DualTVL) und deren Kombination zur zeitlichen Segmentierung nutzt.

Zweitens beabsichtigen wir, FOG-Quellen bei PD-Patienten durch elektrophysiologische Methoden beim uneingeschränkten Gehen zu lokalisieren. Dazu nutzen wir eine ambulante 64-Kanal-Elektroenzephalographieaufzeichnung mit hoher Dichte und fMRT mit motorischen Bildern, um die Pathophysiologie von FOG unter verschiedenen ambulanten Bedingungen zu untersuchen. Es wird die effektive Konnektivität zwischen höheren neuronalen Regionen, einschließlich der Basalganglien, des Kleinhirns und der kortikalen Regionen, erforscht. Die resultierende Konnektivitätskarte wird mit elektrischen Aufzeichnungsdaten überlagert, um die neurovaskuläre Kopplung oder Entkopplung zu untersuchen.

Drittens planen wir die Durchführung nicht-invasiver Interventionen (transkranielle Gleichstromstimulation: tDCS, magnetresonanzgesteuerter fokussierter Ultraschall: MRgFUS) und Tiefenhirnstimulation (DBS), um deren Auswirkungen auf Gang und FOG bei Parkinson-Patienten zu bewerten. Vor und nach der Behandlung werden mit den genannten Methoden motorische Bildgebungs-fMRT- und elektrophysiologische Untersuchungen durchgeführt. Unser multimodaler Ansatz zielt darauf ab, die Komplexität von FOG bei Parkinson-Patienten zu entschlüsseln, wertvolle Erkenntnisse zu liefern und möglicherweise denjenigen zu helfen, die mit den Herausforderungen dieses schwächenden Symptoms zu kämpfen haben.