Parkinsonin taudin estokontrolliverkostojen tutkiminen

Liikehäiriöt ovat merkittävä vammaisuuden syy maailmanlaajuisesti. Yhdysvalloissa on arvioitu, että yli 4 miljoonaa ihmistä kärsii Parkinsonin taudista (PD), essentiaalista vapinasta (ET) ja dystoniasta, jotka ovat eräitä yleisimmistä neurologisista häiriöistä. Näistä PD on yleisin, ja sille on pääasiassa ominaista vapina, jäykkyys ja bradykinesia. Monilla potilailla on kuitenkin myös huomattavia ei-motorisia piirteitä, kuten masennusta ja kognitiivista heikkenemistä, ja puutteita käsittelynopeudessa, muistissa, huomiossa ja oppimisessa. Yksi heikentävistä kognitiivisista puutteista on vasteen esto (RI) tai kyvyttömyys tukahduttaa tavanomaista toimintaa. PD-potilailla on merkittäviä vaikeuksia RI:n kanssa, ja ne raportoivat sen merkittävästä vaikutuksesta heidän elämänlaatunsa rajoittamiseen. Vaikka jotkut tutkimukset osoittavat, että dopamiini voi parantaa tätä kognitiivisen toiminnan näkökohtaa, monet potilaat ovat edelleen huomattavasti heikentyneet.

RI ilmenee kliinisesti monilla erilaisilla ja tärkeillä tavoilla vähentäen henkistä joustavuutta, tehtävänvaihtoa ja keskittymistä. RI voi myös myötävaikuttaa motoriseen heikentymiseen, johon liittyy kävelyhäiriöitä, kaatumisia ja kävelyn jäätymistä. Valitettavasti nämä PD:n ja RI:n piirteet ovat vähemmän tutkittuja ja niistä puuttuu tehokkaita hoitovaihtoehtoja, mikä edellyttää uusien hoitojen tutkimista. Vaikka syväaivojen stimulaatio (DBS) on erittäin tehokas hoito motorisiin ilmenemismuotoihin, se on olennaisesti tehotonta kognitiolle ja voi jopa heikentää kognitiota, sillä tällä hetkellä vain harvat tutkimukset tutkivat, kuinka erilaiset parametrit voivat parantaa NMS:ää. Pyrkiessään puuttumaan näihin PD:n heikentäviin piirteisiin tutkijat ehdottavat RI:n tutkimista potilailla, joilla on liikehäiriöitä, ja liikkeen ja kognition korreloimista taustalla olevan hermoston elektrofysiologian kanssa ennen liike- ja vasteestoon liittyviä tehtäviä ja niiden aikana.

Rutiininomaisen DBS-leikkauksen aikana stimuloiva elektrodi istutetaan leikkauksensisäisten tallenteiden avulla valvetilassa. Näiden rutiinitallenteiden avulla neurologit ja neurokirurgit voivat tarkkailla suoraan hermosolujen laukaisua aivoissa ja tunnistaa tyypillisiä kuvioita anatomisten rakenteiden rajaamiseksi. Kun DBS-elektrodi on paikallaan, se testataan käyttämällä stimulaatioparametreja, joiden tiedetään olevan kliinisesti tehokkaita motorisen vajaatoiminnan yhteydessä. Tämä mahdollistaa akuutin intraoperatiivisen testauksen terapeuttisen hyödyn ja sivuvaikutusten varalta ja antaa tietoa siitä, kuinka potilas reagoi hoitoon, kun kalloelektrodi on liitetty akkuun ja kytketty päälle.

Tämän rutiininomaisen tallennuksen ja stimulaation lisäksi tämä asetus tarjoaa myös ainutlaatuisen mahdollisuuden tutkia hermoston elektrofysiologiaa minimaalisella lisääntyneellä riskillä. Mittaamalla aivojen aktiivisuutta ulkokerroksissa (aivokuoressa) sekä itse DBS-elektrodista, kun potilaat suorittavat erilaisia ​​tehtäviä, on mahdollista korreloida käyttäytymistoimintoja ja hermotoimintaa. Keskuksellamme ja monilla muilla on jo käytössä tutkimusparadigmoja näiden tavoitteiden saavuttamiseksi asettamalla subduraalinauhaelektrodi aivokuoren päälle ennen DBS-johdon asettamista. Nämä liuskaelektrodit sijaitsevat aivojen pinnalla, ja niitä on historiallisesti käytetty useiden vuosikymmenten ajan kohtausten kartoittamiseen, tyypillisesti elektrodisarjana, joka on sijoitettu pursereiän kautta. Niiden käyttö on otettu käyttöön vasta äskettäin hermopiirien tutkimiseen DBS-leikkauksen aikana, mutta niiden turvallisuus tässä erityisessä ympäristössä on nyt vakiintunut, ja niiden väliaikainen sijoittaminen suoritetaan tällä hetkellä vastaavissa tutkimuksissa tässä laitoksessa. Vaikka aiemmat tutkimukset ovat sijoittaneet nämä nauhat prefrontaalisille alueille, suurin osa tämän alueen tutkimuksesta keskittyy motorisiin piireihin, ja ne sijoitetaan sensomotorisen aivokuoren päälle. NMS:n tutkimiseksi nauhat asetetaan prefrontaalisen aivokuoren päälle, jolloin tallennukset tehdään erilaisten motoristen ja kognitiivisten tehtävien ja erilaisten stimulaatiomallien aikana.