Indagare sulle reti di controllo inibitorio nella malattia di Parkinson

I disturbi del movimento sono una causa importante di disabilità in tutto il mondo. Negli Stati Uniti, si stima che più di 4 milioni di persone soffrano di morbo di Parkinson (MdP), tremore essenziale (ET) e distonia, alcuni dei disturbi neurologici più diffusi. Di questi, il morbo di Parkinson è il più comune ed è principalmente caratterizzato da tremore, rigidità e bradicinesia. Tuttavia, molti pazienti presentano anche importanti caratteristiche non motorie, tra cui depressione e deterioramento cognitivo, con carenze nella velocità di elaborazione, nella memoria, nell'attenzione e nell'apprendimento. Una delle carenze cognitive più debilitanti è l'inibizione della risposta (RI), o l'incapacità di sopprimere un'azione abituale. I pazienti con PD hanno difficoltà significative con l'IR e riferiscono il suo contributo sostanziale nel limitare la loro qualità di vita. Mentre alcuni studi dimostrano che la dopamina può migliorare questo aspetto della funzione cognitiva, molti pazienti rimangono notevolmente compromessi.

L'IR si manifesta clinicamente in molti modi diversi e importanti, con ridotta flessibilità mentale, cambio di attività e concentrazione. L'IR può anche contribuire alla compromissione motoria, con disfunzione dell'andatura, cadute e congelamento dell'andatura. Sfortunatamente, queste caratteristiche di PD e RI sono meno studiate e mancano di opzioni terapeutiche efficaci, rendendo necessario lo studio di nuovi trattamenti. La stimolazione cerebrale profonda (DBS), sebbene sia un trattamento altamente efficace per le manifestazioni motorie, è essenzialmente inefficace e può persino peggiorare la cognizione, con pochi studi che attualmente studiano come diversi parametri possono migliorare la NMS. Nel tentativo di iniziare ad affrontare queste caratteristiche debilitanti del PD, i ricercatori propongono di studiare l'IR nei pazienti con disturbi del movimento e di correlare il movimento e la cognizione con l'elettrofisiologia neurale sottostante prima e durante i compiti di inibizione del movimento e della risposta.

Durante la chirurgia DBS di routine, l'elettrodo stimolante viene impiantato con l'ausilio di registrazioni intraoperatorie in stato di veglia. Queste registrazioni di routine consentono a neurologi e neurochirurghi di osservare direttamente l'attivazione neuronale nel cervello, identificando modelli caratteristici per delineare le strutture anatomiche. Una volta posizionato, l'elettrodo DBS viene testato utilizzando parametri di stimolazione noti per essere clinicamente efficaci per la compromissione motoria. Ciò consente test intraoperatori acuti per il beneficio terapeutico e gli effetti collaterali e fornisce informazioni su come un paziente risponderà alla terapia una volta che l'elettrodo cranico è collegato alla batteria e acceso.

Oltre a questa registrazione e stimolazione di routine, questa impostazione offre anche un'opportunità unica per studiare l'elettrofisiologia neurale, con un aumento minimo del rischio. Misurando l'attività cerebrale negli strati esterni (corteccia) e dall'elettrodo DBS stesso, mentre i pazienti svolgono vari compiti, è possibile correlare la funzione comportamentale e l'attività neurale. Il nostro centro, e molti altri, dispongono già di paradigmi di ricerca per raggiungere questi obiettivi, posizionando un elettrodo a striscia subdurale sopra la corteccia prima di posizionare l'elettrocatetere DBS. Questi elettrodi a striscia si trovano lungo la superficie del cervello e sono stati storicamente utilizzati per diversi decenni per eseguire la mappatura delle crisi, tipicamente come una serie di elettrodi posizionati attraverso un foro di bava. Il loro uso è stato implementato solo più recentemente per lo studio dei circuiti neurali durante la chirurgia DBS, tuttavia, la loro sicurezza in questo specifico contesto è ormai ben consolidata e il loro posizionamento temporaneo è attualmente in corso in studi simili presso questa istituzione. Tuttavia, sebbene studi precedenti abbiano posizionato queste strisce su aree prefrontali, la stragrande maggioranza della ricerca in quest'area si concentra sui circuiti motori, con posizionamento sulla corteccia sensomotoria. Per studiare l'NMS, strisce saranno posizionate sopra la corteccia prefrontale, con registrazioni effettuate durante vari compiti motori e cognitivi e durante diversi schemi di stimolazione.