Palkinnon ja impulssiivisuuden intraoperatiivinen analyysi tyviganglioissa

Vaikka Parkinsonin taudin (PD) tyypilliset hoidot, dopaminergiset lääkkeet ja syväaivojen stimulaatio (DBS) ovat osoittautuneet tehokkaiksi lievittämään sairauteen liittyviä motorisia puutteita, nämä samat menetelmät aiheuttavat myös käyttäytymiseen liittyviä sivuvaikutuksia, kuten pelipakonomaisia, hyperseksuaalisuus ja monimutkainen, tarkoitukseton stereotyyppinen käyttäytyminen ("punding"). Ja vaikka paljon työtä on tutkittu hermotoiminnan taustalla olevia malleja, jotka aiheuttavat vapinaa, jäykkyyttä ja muita D:n motorisia vaikutuksia, ihmisten impulsiivisten sivuvaikutusten hermostosta tiedetään vain vähän. Tutkijat ehdottavat näiden impulssihallinnan epäonnistumisten taustalla olevien hermotoiminnan kuvioiden karakterisointia todellisessa PD-potilaspopulaatiossa, jolle tehdään leikkaus DBS-elektrodien implantoimiseksi. Tällaiset toimenpiteet tarjoavat ainutlaatuisen mahdollisuuden kerätä tietoja yksittäisen hermosolun tasolla ihmisillä, koska kirurgit luottavat intraoperatiiviseen elektrofysiologiaan tunnistaakseen subtalamisen tuman (STN) anatomiset rajat, joka on DBS:n tyypillinen kohde PD:ssä. Käyttämällä monikanavaisia ​​Ad-Tech-mikrolankajärjestelmiä, tutkijat tallentavat samanaikaisesti useita yhden yksikön aktiivisuuskanavia (sekä piikit että kenttäpotentiaalit) STN:ssä ja lähellä olevissa rakenteissa, kun taas koehenkilöt suorittavat kognitiivisia tehtäviä, joilla on validoitu linkki impulsiivisuuteen ihmispopulaatioissa. Ilmapallon analogisessa riskitehtävässä (BART) osallistujien on tasapainotettava riski ja palkkio, kun he päättävät, milloin lopettaa tietokoneistetun ilmapallon täyttäminen, jonka pistearvo ja poksahtamisriski kasvavat koon mukaan. Pysäytyssignaalireaktiotehtävässä (SSRT) osallistujien on reagoitava mahdollisimman nopeasti, kun "go"-vihje ilmestyy, mutta estettävä tämä vastaus, kun "stop"-ääni soi. Hermoston tasolla BART mahdollistaa riskin, tuloksen (sekä palkitsevan että vastenmielisen) ja ennakoinnin korrelaatioiden selvittämisen, kun taas SSRT, hyvin tutkittu impulsiivisuuden malli sekä eläinmalleissa että ihmisissä, jolla on vahvat yhteydet laskennallisiin malleihin, avulla voimme määrittää yksittäisen yksikön lisäksi myös verkkotason toimintamallit, jotka ovat impulssinhallinnan vikojen taustalla. Näiden kokeiden sekä laskennallisen mallinnuksen avulla tutkijat luonnehtivat impulsiivisuuden hermokorrelaatteja PD-potilailla, mikä mahdollistaa impulsiivisten sivuvaikutusten lieventävien DBS-protokollien suunnittelun. R21-mekanismia käytetään edelleen kehittämään ja virtaviivaistamaan monikanavaisen tallennuksen ja kognitiivisen testauksen prosessia intraoperatiivisessa ympäristössä ja validoimaan oletettu yhteys yhden hermosolun toiminnan ja käyttäytymismallien välillä pysäytyssignaalitehtävässä.