Percezione di auto-movimento nella malattia di Parkinson (SMP_PD)

La malattia di Parkinson (MdP) è classicamente caratterizzata da un declino della funzione motoria, contrassegnato dai sintomi caratteristici di acinesia, bradicinesia, rigidità e tremore, nonché da postura ed equilibrio compromessi. Tuttavia, anche i sintomi non motori sono stati recentemente riconosciuti come una parte importante della malattia. I sintomi non motori possono includere disturbi del sonno, disturbi dell'umore, allucinazioni, deterioramento cognitivo e vari deficit sensoriali e percettivi. Contrariamente ai sintomi motori, i sintomi non motori sono meno osservabili per natura e possono quindi passare inosservati se non testati direttamente.

Già i primi studi hanno rivelato un'ampia disfunzione visiva nel morbo di Parkinson. Ciò include ritardi nelle risposte evocate visive e anomalie nel contrasto, sensibilità spaziotemporale e cromatica. I pazienti con PD hanno anche una percezione alterata dell'orientamento visivo e disabilità visive complesse. Tuttavia, nonostante i loro deficit visivi, i pazienti con PD sembrano essere funzionalmente più dipendenti dalla vista rispetto ai controlli. Ciò sembra contraddire i principi consolidati dell'integrazione sensoriale ottimale, secondo i quali si dovrebbe fare meno affidamento sui segnali alterati. Tuttavia, questo può essere misurato solo all'interno di un quadro di principio che misura, quantifica e confronta la precisione dei segnali percettivi rilevanti. Vale a dire, è l'affidabilità relativa dei segnali sensoriali che dovrebbe, secondo schemi di integrazione ottimale (bayesiana), stabilire la misura in cui si fa affidamento sui segnali (relativo a più avanti).

La ricerca ha dimostrato menomazioni nei sistemi sensoriali, diversi dalla visione, come la funzione propriocettiva e vestibolare. È interessante notare che molti deficit sensoriali nel morbo di Parkinson possono essere strettamente associati a sintomi motori "classici". Ad esempio: i) i segnali vestibolari disfunzionali possono portare a un controllo dell'equilibrio alterato nel PD, (ii) i deficit propriocettivi compromettono i comandi motori volontari e riflessivi, (iii) le menomazioni nella percezione spaziale possono contribuire al congelamento dell'andatura (FOG) e (iv ) I pazienti con PD sovrastimano il volume del proprio discorso, probabilmente riflettendo deficit percettivi a causa di una ridotta integrazione sensomotoria o di una ridotta autoconsapevolezza dei deficit motori. Inoltre, le funzioni percettive più elevate, come la percezione delle emozioni dall'espressione facciale, sono compromesse nei pazienti parkinsoniani. La percezione dell'auto-movimento deriva principalmente dal movimento inerziale (vestibolare) e dal flusso ottico (visivo). Quando presentati con modelli di flusso ottico in espansione radiale, i pazienti con PD dimostrano una virata di navigazione alterata e una percezione alterata della linea mediana egocentrica, nonché una ridotta attivazione nelle aree cerebrali visive rispetto ai controlli. Tuttavia, le soglie di percezione dell'auto-movimento dal flusso ottico non sono state ancora studiate e saranno quindi misurate in questo studio.

Le anomalie vestibolari potrebbero anche influenzare la percezione del movimento autonomo nel morbo di Parkinson. Recentemente, Bertolini et al. (2015) hanno riscontrato una percezione alterata dell'inclinazione nel PD, ma anche in questo caso le soglie vestibolari della percezione lineare dell'auto-movimento non sono state studiate direttamente. Quindi, il primo obiettivo di questo studio è determinare le soglie della percezione unisensoriale (visiva e vestibolare) del movimento di sé nel PD, utilizzando un paradigma rigoroso e ben utilizzato di discriminazione della direzione.

Tuttavia, oltre ai deficit nella percezione visiva e vestibolare del movimento autonomo, i pazienti con PD possono soffrire di un'integrazione non ottimale di questi segnali. Quindi, il secondo obiettivo principale è quello di indagare in modo specifico l'integrazione di segnali visivi e vestibolari per la percezione del movimento personale. Questo sarà fatto nel quadro bayesiano dell'integrazione multisensoriale.

L'integrazione di informazioni provenienti da diverse modalità ("integrazione multisensoriale") è vitale per una percezione intatta del mondo. Gli studi teorici, basati sulla statistica bayesiana, hanno fornito un quadro per studiare l'integrazione multisensoriale con previsioni per una strategia "ottimale". Assumendo una distribuzione gaussiana e una precedente piatta, l'integrazione ottimale di più segnali si riduce a un'equazione lineare diretta, secondo la quale la percezione multisensoriale è una combinazione ponderata dei segnali sottostanti. Molti studi sull'uomo e sugli animali hanno effettivamente dimostrato un'integrazione dei segnali quasi ottimale. Tuttavia, mentre l'integrazione multisensoriale è un argomento di ricerca attivo nella normale funzione cerebrale, con strumenti consolidati, non è stata studiata nel PD. I ricercatori ipotizzano, sulla base dell'apparente eccessiva dipendenza nel PD dai segnali visivi. I pazienti con PD potrebbero dimostrare un'integrazione multisensoriale non ottimale (vale a dire sovrappeso di segnali visivi). Questo può avere effetti profondi sulla funzione di base.

L'aggiunta di rumore sensoriale a uno stimolo ne riduce l'affidabilità. Negli stimoli del flusso ottico dell'auto-movimento attraverso una nuvola di punti 3D, l'affidabilità può essere controllata manipolando la coerenza dei punti in movimento. Per una coerenza del 100% (nessun rumore aggiunto), tutti i punti si muovono in modo coerente secondo la direzione del movimento autonomo simulato. Quando viene aggiunto rumore, ad es. al 75% di coerenza, il 75% dei punti si muove in modo coerente secondo la direzione del proprio movimento, mentre il restante 25% si muove in una direzione casuale Man mano che la coerenza diminuisce, l'affidabilità dello stimolo visivo diminuisce. Recentemente i ricercatori hanno dimostrato che diversi gruppi clinici (ad es. autismo) può rispondere in modo diverso all'aggiunta di rumore visivo. Quindi, come parte di questi esperimenti, i ricercatori confronteranno anche la percezione visiva in assenza e presenza di rumore visivo aggiunto. Si ritiene spesso che la fisiopatologia del morbo di Parkinson rifletta un aumento del rumore neuronale (ad es. oscillazioni beta) quindi i ricercatori ipotizzano che il rumore sensoriale esterno potrebbe avere un effetto più forte sui pazienti PD rispetto ai controlli (forse dallo stimolo che aggrava, piuttosto che ridurre, le fluttuazioni neuronali nel PD).

Quindi, in questo studio gli investigatori hanno 3 obiettivi principali: i) osservare la percezione visiva e vestibolare di base (unisensoriale) dell'auto-movimento nel PD, ii) osservare l'integrazione multisensoriale nei pazienti con PD, nell'ambito dell'inferenza bayesiana, e iii) osservare gli effetti della riduzione dell'affidabilità visiva (l'aggiunta del rumore dello stimolo visivo) sulle prestazioni nel PD. Tutti e tre gli obiettivi saranno affrontati con lo stesso esperimento. Tutti i partecipanti verranno per due visite. I pazienti con PD eseguiranno la stessa procedura una volta "sotto" il farmaco e una volta "senza" il farmaco (il cui ordine sarà controbilanciato tra i pazienti; determinato in modo casuale in anticipo). Per la condizione "off" del farmaco, i pazienti interromperanno l'assunzione del farmaco PD 12 ore prima degli esperimenti (fino a dopo l'esperimento). Il gruppo di controllo eseguirà anche l'esperimento due volte per controllare il possibile artefatto degli effetti di apprendimento.