パーキンソン病における自己運動知覚 (SMP_PD)

パーキンソン病 (PD) は、古典的に運動機能の低下を特徴とし、無動症、運動緩慢、硬直および震え、ならびに姿勢およびバランス障害の顕著な症状を特徴とします。 しかし、最近では非運動症状も病気の主要な部分として認識されるようになってきています。 非運動症状には、睡眠障害、気分障害、幻覚、認知障害、およびさまざまな感覚および知覚障害が含まれる場合があります。 運動症状とは対照的に、非運動症状は本質的にあまり観察されないため、直接検査しないと気付かないことがあります。

すでに、初期の研究により、PD における広範な視覚機能障害が明らかになりました。 これには、視覚誘発反応の遅延や、コントラスト、時空間、色の感受性の異常が含まれます。 PD 患者は、複雑な視覚障害だけでなく、視覚方向の認識も変化しています。 それでも、視覚障害にもかかわらず、PD 患者はコントロールよりも視覚に機能的に依存しているようです。 これは、最適な感覚統合の確立された原則と矛盾しているように思われます。 ただし、これは、関連する知覚の手がかりの精度を測定、定量化、および比較する原則に基づいたフレームワーク内でのみ測定できます。 つまり、最適な (ベイジアン) 統合のスキームに従って、キューが依存する範囲を設定する必要があるのは、感覚キューの相対的な信頼性です (以下に関連)。

研究では、固有受容機能や前庭機能など、視覚以外の感覚系の障害が実証されています。 興味深いことに、PD の多くの感覚障害は、「古典的な」運動症状と密接に関連している可能性があります。 例: i) 前庭信号の機能不全は、PD のバランス制御障害につながる可能性がある、(ii) 固有受容障害は随意および反射運動コマンドを損なう、(iii) 空間知覚の障害は歩行の凍結 (FOG) に寄与する可能性がある、および (iv) ) PD 患者は、感覚運動統合障害または運動障害の自己認識障害による知覚障害を反映している可能性が高く、自分の発話の音量を過大評価します。 また、パーキンソン病患者では、顔の表情から感情を知覚するなどの高次知覚機能が損なわれています。 自己運動の知覚は、主に慣性運動 (前庭) とオプティック フロー (視覚) の手がかりから生じます。 放射状に拡大するオプティック フロー パターンが提示されると、PD 患者はナビゲーションの方向転換が変化し、自己中心的な正中線の知覚が変化し、視覚脳領域の活性化がコントロールと比較して低下することを示します。 ただし、オプティック フローからの自己運動知覚のしきい値はまだ調査されていないため、この研究で測定されます。

前庭異常は、PD の自己運動の知覚にも影響を与える可能性があります。 最近、ベルトリーニ等。 (2015) PD の傾斜知覚障害を発見しましたが、ここでも、線形自己運動知覚の前庭閾値は直接研究されていません。 したがって、この研究の最初の目的は、見出し識別の厳密でよく使用されるパラダイムを使用して、PD における自己運動の単感覚 (視覚および前庭) 知覚のしきい値を決定することです。

しかし、自己運動の視覚および前庭知覚の障害に加えて、PD 患者はこれらの手がかりの次善の統合に苦しむ可能性があります。 したがって、2 番目の主な目的は、自己運動知覚のための視覚的手がかりと前庭手がかりの統合を具体的に調査することです。 これは、多感覚統合のベイジアン フレームワークで行われます。

さまざまなモダリティからの情報の統合 (「多感覚統合」) は、世界を完全に知覚するために不可欠です。 ベイジアン統計に基づく理論的研究は、「最適な」戦略の予測を伴う多感覚統合を研究するためのフレームワークを提供しています。 ガウス分布とフラットな事前分布を仮定すると、複数の手がかりの最適な統合は、単純な線形方程式に帰着します。これによれば、多感覚知覚は、基礎となる手がかりの重み付けされた組み合わせです。 多くの人間と動物の研究は、実際に最適なキュー統合に近いことを示しています。 しかし、多感覚統合は正常な脳機能の研究の活発なトピックであり、十分に確立されたツールを使用していますが、PD では研究されていません。 PD 患者は、最適ではない多感覚統合 (つまり、視覚的合図の過重) を示す可能性があります。 これは、基本的な機能に深刻な影響を与える可能性があります。

刺激に感覚ノイズを追加すると、その信頼性が低下します。 ドットの 3D クラウドを介した自己運動のオプティック フロー刺激では、動くドットのコヒーレンスを操作することで信頼性を制御できます。 100% のコヒーレンス (追加ノイズなし) の場合、すべてのドットは、シミュレートされた自己運動の方向に従って一貫して移動します。 ノイズが追加された場合。コヒーレンスが 75% になると、ドットの 75% は自己運動の方向に従ってコヒーレントに移動しますが、残りの 25% はランダムな方向に移動します。コヒーレンスが低下すると、視覚刺激の信頼性が低下します。 最近、研究者は、異なる臨床グループ（例えば、 自閉症) は、視覚ノイズの追加に対して異なる反応を示すことがあります。 したがって、これらの実験の一環として、研究者は、追加された視覚ノイズが存在しない場合と存在する場合の視覚も比較します。 PD の病態生理は、多くの場合、ニューロンのノイズの増加を反映していると理解されています (例: ベータ振動）したがって、研究者は、外部の感覚ノイズがコントロールよりもPD患者に強い影響を与える可能性があるという仮説を立てています（おそらく刺激がPDの神経変動を減少させるのではなく悪化させることによる）。

したがって、この研究では、研究者は 3 つの主な目的を持っています: i) PD における自己運動の基本的な (単感覚) 視覚および前庭知覚を観察すること、ii) PD 患者における多感覚統合を観察すること、ベイジアン推論の枠組みの中で、 iii) PD のパフォーマンスに対する視覚的信頼性の低下 (視覚刺激ノイズの追加) の影響を観察します。 3 つの目的はすべて、同じ実験で対処されます。 参加者全員が2回訪問します。 PD患者は、投薬を一度「オン」にし、投薬を「オフ」にすると同じ手順を実行します（その順序は患者間で相殺されます。事前にランダムに決定されます）。 「オフ」投薬条件の場合、患者は実験の 12 時間前 (実験後まで) に PD 薬の服用を中止します。 コントロール グループは、学習効果のアーティファクトの可能性を制御するために、実験を 2 回実行します。