Studio dell'inibizione motoria nella malattia di Parkinson e nella distonia focale della mano (PD-INHIB)

Qualsiasi movimento richiede una certa pianificazione, basandosi sostanzialmente sulle cellule neurali nella corteccia frontale collegate ai circuiti spinali, che a loro volta aiutano a regolare l'attività muscolare. Queste proiezioni corticospinali forniscono un percorso critico attraverso il quale il cervello controlla il comportamento motorio. È interessante notare che l'eccitabilità della via corticospinale può essere studiata in modo non invasivo negli esseri umani applicando la stimolazione magnetica transcranica a impulso singolo (TMS) sulla corteccia motoria primaria (M1), suscitando potenziali evocati motori (MEP) nei muscoli controlaterali mirati. I MEP sono indicatori utili dell'eccitabilità motoria, poiché la loro ampiezza fornisce un'analisi muscolo-specifica dell'impatto netto degli input facilitatori e inibitori al momento della stimolazione. Fondamentalmente, gli studi sulla TMS hanno rivelato che la via corticospinale mostra profondi cambiamenti inibitori durante la preparazione all'azione, coerenti con il contributo dei processi inibitori al controllo del movimento.

Questo effetto, denominato inibizione preparatoria, è stato evidenziato nei compiti di tempo di reazione (RT), indipendentemente dal fatto che i soggetti debbano selezionare una risposta all'interno di un insieme di opzioni predefinite (compito di scelta RT) o debbano specificare la stessa risposta su ogni prova, in assenza di scelta (semplice compito RT). In questi compiti, come previsto, l'ampiezza dei MEP suscitati nell'effettore selezionato aumenta durante il periodo pre-movimento. Tuttavia, prima che l'attività inizi a salire, c'è una diminuzione iniziale dell'ampiezza dei MEP, che indica la soppressione della via corticospinale associata al movimento selezionato. Una riduzione dell'ampiezza del MEP si osserva anche negli effettori non selezionati e irrilevanti, e qui l'ampiezza diminuisce ulteriormente nel corso della preparazione dell'azione. L'inibizione preparatoria non è presente solo prima dell'inizio del movimento; si manifesta anche prima del segnale di via nelle attività RT con ritardo istruito, quando un segnale fornisce informazioni anticipate sulla risposta imminente, ma il soggetto deve quindi attendere fino a quando non viene presentato il segnale di via per rilasciare la sua risposta. A quel tempo, la soppressione è evidente per i deputati suscitati negli effettori delle dita, compresi quelli selezionati, non selezionati o irrilevanti per il compito; i deputati muscolari delle gambe possono anche mostrare una certa soppressione durante la preparazione delle risposte delle dita, ma in misura molto più debole, indicando che l'inibizione preparatoria del sistema motorio è ampia, ma con un certo grado di restrizione; è più prominente per le rappresentazioni motorie che provengono dallo stesso segmento corporeo dell'effettore selezionato e attenuato in altre rappresentazioni degli arti.

Diverse ipotesi sono state avanzate per spiegare l'ampia soppressione dell'eccitabilità corticospinale osservata durante la preparazione dell'azione, con alcune relative al controllo degli impulsi e altre alla modulazione del guadagno neurale. Tuttavia, il ruolo funzionale dell'inibizione preparatoria rimane intensamente dibattuto. Inoltre, c'è una conoscenza molto scarsa delle regioni del cervello coinvolte nella generazione di questa soppressione nel percorso corticospinale.

L'attuale protocollo di ricerca mira a studiare l'inibizione preparatoria in due popolazioni di pazienti affetti da disturbi del movimento. In primo luogo, lavoreremo con pazienti con malattia di Parkinson (PD) per studiare il contributo dei gangli della base nell'inibizione preparatoria (Progetto 1 [P1] e Progetto 2 [P2], vedi sotto). Quindi, prenderemo in considerazione pazienti con distonia focale della mano (FHD), per testare l'ipotesi che l'alterata selettività muscolare in questa condizione patologica sia, almeno in parte, dovuta a una mancanza di inibizione preparatoria (Progetto 3 [P3], descritto di seguito) .

Oltre ai suoi obiettivi fondamentali, la presente proposta può anche fornire conoscenze scientifiche per guidare le strategie di intervento che migliorano la funzione motoria nei pazienti con PD e FHD. Questo problema è di grande rilevanza data l'aumento dell'aspettativa di vita nella nostra società e la crescente incidenza di PD (in particolare) che ne consegue. La presente proposta può anche aiutare a sviluppare strategie di intervento in altre patologie associate a deficit inibitori, incluso il processo decisionale impulsivo (ad es. PD; tossicodipendenza). Questo problema è di grande importanza data la prevalenza di tali patologie nella nostra società contemporanea.