Ezt az oldalt automatikusan lefordították, és a fordítás pontossága nem garantált. Kérjük, olvassa el a angol verzió forrásszöveghez.

The Role of Cerebellar Hyperactivity in Parkinson's Disease

2018. október 1. frissítette: Amy J. Bastian, Ph.D., Hugo W. Moser Research Institute at Kennedy Krieger, Inc.

Stimulating the Little Brain to Make Big Steps: Improving Gait in Parkinson's Disease Patients by Non-invasive Electrical Stimulation of the Cerebellum.

Gait and balance disturbances are one of the most incapacitating symptoms of Parkinson's disease (PD) (Boonstra et al. 2008). They can cause falls and are therefore associated with the negative spiral of (near) falls, fear of falling, fractures, reduced mobility and social isolation; hence, having a profound negative impact on quality of life (Lin et al. 2012). Originally, symptoms of PD were ascribed to dopamine deficiency and basal ganglia dysfunction (Wu et al. 2013). However, in the last decades it has become clear that other brain structures are also involved in the pathophysiology of PD (Snijders et al. 2011; Stefani et al. 2007). An intriguing, emerging insight is that the cerebellum may be involved in the pathophysiology of PD (Wu et al. 2013). That is, the cerebellum is hyperactive in PD patients during different motor tasks (Yu et al. 2007; Hanakawa et al. 1999; del Olmo et al. 2006). However, whether cerebellar hyperactivity is pathological or compensatory and how it affects gait and balance in PD patients remain open questions. Here, the investigators aim to elucidate the role of the hyperactive cerebellum in gait dysfunction in PD patients by modulating cerebellar excitability with state-of-the-art non-invasive brain stimulation techniques and investigate the effects on gait.

A tanulmány áttekintése

Állapot

Befejezve

Körülmények

Részletes leírás

The cerebellum plays an important role in generating well-coordinated locomotion, voluntary limb movements and eye movements (Morton et al. 2004). It is particularly important for balance and limb coordination needed to generate a stable gait pattern (Morton et al. 2006). Specific roles of the cerebellum for gait include coordinating the two legs to produce a stable rhythmic pattern, dynamic regulation of balance, and adaptation of the pattern through practice (Morton et al. 2004). Though the core deficits of PD patients are largely different than those of cerebellar patients, they do show decreased bilateral coordination (Plotnik et al. 2008) and a fundamental disturbance in stride length regulation (Morris et al. 1998) during walking.

Recent work has shown that the cerebellum is hyperactive in PD patients, though it is not known whether this activity is compensatory (i.e. reduces motor impairments) or pathological (i.e. causes motor impairments). One idea is that increased cerebellar activity, affecting cerebral motor areas, compensates for the reduced drive from the basal ganglia (Wu et al. 2013). Alternatively, it is possible that cerebellar hyperactivity is pathological, as recent work suggests that cerebellar activity may be partially responsible for the generation of Parkinsonian tremor (Helmich et al. 2012). One approach to answer this question is to use non-invasive brain stimulation techniques to decrease the activity of the cerebellum in PD patients and determine if they improve or worsen their gait pattern.

Non-invasive brain stimulation techniques, such as transcranial magnetic stimulation (TMS) and transcranial direct current stimulation (tDCS) are able to alter the excitability of brain pathways. Applying these techniques over the motor cortex, improved motor function in different patient groups, including stroke and PD (Benninger et al. 2010). Only two studies have investigated the effect of modulation of cerebellar-motor cortex excitability on motor function in PD patients. That is, 1 Hz repetitive TMS (inhibitory rTMS) over the cerebellum improved gross arm movements, but worsened fine motor skills17. Furthermore, a two-week continuous theta burst stimulation TMS protocol decreased levodopa-induced dyskinesias (Koch et al. 2009). These studies only investigated the effects on the upper extremities. The cerebellum is also hyperactive during gait (Hanakawa et al. 1999; del Olmo et al. 2006), but whether modulation of cerebellar excitability can improve gait deficits in PD patients is currently unknown.

Non-invasive brain stimulation can also be used to study the connection between the cerebellum and the motor cortex via using paired-pulse TMS. Specifically, cerebellar stimulation 5 ms before motor cortex stimulation leads to a reduction in the amplitude of motor-evoked potentials (MEPs), a phenomenon referred to as cerebellar-brain inhibition (CBI) (Pinto et al. 2001). This measure of CBI is abnormal in PD patients-it is reduced at rest, but increases with muscle contraction (Ni et al. 2010).

Gait impairments in PD are often resistant to treatment, particularly as the disease progresses. Therefore, insight in the pathophysiology of gait disturbances is essential for improving treatment options and quality of life for PD patients. This study will answer the question of whether cerebellar hyperactivity alleviates or worsens gait deficits in PD patients. If cerebellar hyperactivity in PD is compensatory, anodal (i.e. excitatory) tDCS should improve gait in PD patients, whereas cathodal (i.e. inhibitory) tDCS will make matters worse. In contrast, if cerebellar hyperactivity is pathological, cathodal tDCS will improve gait and anodal tDCS will worsen it. Hence, this study will improve the fundamental understanding of gait pathophysiology in PD patients. The investigators will focus on the aspects of gait that are particularly affected in PD and associated with fall risk, such as stride length and gait speed (Paul et al. 2013). In this way, this study may identify the cerebellum as a potential new target for treatment, opening up new possibilities improving gait and balance disturbances in PD.

Tanulmány típusa

Megfigyelő

Beiratkozás (Tényleges)

11

Kapcsolatok és helyek

Ez a rész a vizsgálatot végzők elérhetőségeit, valamint a vizsgálat lefolytatásának helyére vonatkozó információkat tartalmazza.

Tanulmányi helyek

    • Maryland
      • Baltimore, Maryland, Egyesült Államok, 21211
        • Kennedy Krieger Institute

Részvételi kritériumok

A kutatók olyan embereket keresnek, akik megfelelnek egy bizonyos leírásnak, az úgynevezett jogosultsági kritériumoknak. Néhány példa ezekre a kritériumokra a személy általános egészségi állapota vagy a korábbi kezelések.

Jogosultsági kritériumok

Tanulmányozható életkorok

18 év és régebbi (Felnőtt, Idősebb felnőtt)

Egészséges önkénteseket fogad

Nem

Tanulmányozható nemek

Összes

Mintavételi módszer

Valószínűségi minta

Tanulmányi populáció

People with Parkinson's disease

Leírás

Inclusion Criteria:

  • Mild-moderate (Hoehn and Yahr scale: 1.5-3) idiopathic, akinetic-rigid type Parkinson's disease.
  • Capable of walking for 5 minutes.

Exclusion Criteria:

  • Severe dyskinesia
  • Congestive heart failure.
  • Peripheral artery disease with claudication.
  • Cancer. Pulmonary or renal failure. Unstable angina. Uncontrolled hypertension (> 190/110 mmHg). Brain injury. History of seizure or a family history of epilepsy. Metal anywhere in the head except the mouth. Cardiac pacemakers. Cochlear implants. Implanted medication pump. Heart disease. Intracardiac lines. Increased intracranial pressure, such as after infarctions or trauma. Currently taking tricyclic anti-depressants or neuroleptic medication. History of head trauma. History of respiratory disease. Dementia (Montreal Cognitive Assessment < 26; Frontal Assessment Battery < 13). Orthopedic or pain conditions. Pregnancy.

Tanulási terv

Ez a rész a vizsgálati terv részleteit tartalmazza, beleértve a vizsgálat megtervezését és a vizsgálat mérését.

Hogyan készül a tanulmány?

Tervezési részletek

Mit mér a tanulmány?

Elsődleges eredményintézkedések

Eredménymérő
Intézkedés leírása
Időkeret
Change in Gait Speed- Sham_On
Időkeret: One session
Change in overground walking speed (10 meter walk test) after Sham transcranial direct current stimulation, participants on medication.
One session
Change in Gait Speed- Sham_Off
Időkeret: One session
Change in overground walking speed (10 meter walk test) after Sham transcranial direct current stimulation, participants off medication.
One session
Change in Gait Speed- Anodal_On
Időkeret: One session
Change in overground walking speed (10 meter walk test) after Anodal transcranial direct current stimulation, participants on medication.
One session
Change in Gait Speed- Anodal_Off
Időkeret: One session
Change in overground walking speed (10 meter walk test) after Anodal transcranial direct current stimulation, participants off medication.
One session
Change in Gait Speed- Cathodal_On
Időkeret: One session
Change in overground walking speed (10 meter walk test) after Cathodal transcranial direct current stimulation, participants on medication.
One session
Change in Gait Speed- Cathodal_Off
Időkeret: One session
Change in overground walking speed (10 meter walk test) after cathodal transcranial direct current stimulation, participants off medication.
One session

Együttműködők és nyomozók

Itt találhatja meg a tanulmányban érintett személyeket és szervezeteket.

Nyomozók

  • Kutatásvezető: Amy Bastian, PT, PhD, Hugo W. Moser Research Institute at Kennedy Krieger, Inc.

Tanulmányi rekorddátumok

Ezek a dátumok nyomon követik a ClinicalTrials.gov webhelyre benyújtott vizsgálati rekordok és összefoglaló eredmények benyújtásának folyamatát. A vizsgálati feljegyzéseket és a jelentett eredményeket a Nemzeti Orvostudományi Könyvtár (NLM) felülvizsgálja, hogy megbizonyosodjon arról, hogy megfelelnek-e az adott minőség-ellenőrzési szabványoknak, mielőtt közzéteszik őket a nyilvános weboldalon.

Tanulmány főbb dátumok

Tanulmány kezdete (Tényleges)

2015. január 28.

Elsődleges befejezés (Tényleges)

2016. október 4.

A tanulmány befejezése

2017. szeptember 1.

Tanulmányi regisztráció dátumai

Először benyújtva

2015. január 26.

Először nyújtották be, amely megfelel a minőségbiztosítási kritériumoknak

2015. január 26.

Első közzététel (Becslés)

2015. január 29.

Tanulmányi rekordok frissítései

Utolsó frissítés közzétéve (Tényleges)

2019. február 15.

Az utolsó frissítés elküldve, amely megfelel a minőségbiztosítási kritériumoknak

2018. október 1.

Utolsó ellenőrzés

2017. december 1.

Több információ

Ezt az információt közvetlenül a clinicaltrials.gov webhelyről szereztük be, változtatás nélkül. Ha bármilyen kérése van vizsgálati adatainak módosítására, eltávolítására vagy frissítésére, kérjük, írjon a következő címre: register@clinicaltrials.gov. Amint a változás bevezetésre kerül a clinicaltrials.gov oldalon, ez a webhelyünkön is automatikusan frissül. .

3
Iratkozz fel