파킨슨병의 자기 운동 지각 (SMP_PD)

파킨슨병(PD)은 고전적으로 운동 기능 저하를 특징으로 하며, 무운동증, 운동완만증, 강직 및 떨림뿐만 아니라 손상된 자세 및 균형의 특징적인 증상으로 표시됩니다. 그러나 최근에는 비운동 증상도 질병의 주요 부분으로 인식되고 있습니다. 비운동 증상에는 수면 장애, 기분 장애, 환각, 인지 장애, 다양한 감각 및 지각 장애가 포함될 수 있습니다. 운동 증상과 달리 비운동 증상은 본질적으로 덜 관찰되기 때문에 직접 검사하지 않으면 알아차리지 못할 수 있습니다.

이미 초기 연구에서 PD의 광범위한 시각 기능 장애가 밝혀졌습니다. 여기에는 시각 유발 반응의 지연과 대비, 시공간 및 색상 감도의 이상이 포함됩니다. PD 환자는 또한 복잡한 시각 장애뿐만 아니라 시각적 방향에 대한 인식이 변경되었습니다. 그러나 시각 장애에도 불구하고 PD 환자는 대조군에 비해 기능적으로 시각에 더 의존하는 것으로 보입니다. 이것은 최적의 감각 통합의 확립된 원칙과 모순되는 것으로 보이며, 이에 따라 손상된 단서는 덜 의존해야 합니다. 그러나 이것은 관련 지각 단서의 정확성을 측정, 정량화 및 비교하는 원칙적 프레임워크 내에서만 측정될 수 있습니다. 즉, 최적의(베이지안) 통합 체계에 따라 신호가 의존하는 정도를 설정해야 하는 것은 감각 신호의 상대적 신뢰도입니다(아래에서 더 관련됨).

연구는 고유 수용 및 전정 기능과 같은 시각 이외의 감각 시스템의 손상을 입증했습니다. 흥미롭게도 PD의 많은 감각 결손은 "고전적인" 운동 증상과 밀접하게 연관될 수 있습니다. 예: i) 기능 장애 전정 신호는 PD의 균형 조절 장애로 이어질 수 있고, (ii) 고유 수용성 결함은 자발적 및 반사적 운동 명령을 손상시킬 수 있으며, (iii) 공간 지각 장애는 보행 동결(FOG)에 기여할 수 있으며, (iv) ) PD 환자는 자신의 말의 양을 과대평가하는데, 이는 감각 운동 통합 장애 또는 운동 장애에 대한 자기 인식 장애로 인한 지각 장애를 반영하는 것 같습니다. 또한 파킨슨병 환자는 얼굴 표정에서 감정을 지각하는 것과 같은 고등 지각 기능이 손상됩니다. 자가 운동의 지각은 주로 관성 운동(전정) 및 시신경 흐름(시각적) 단서에서 발생합니다. 방사형 확장 광학 흐름 패턴을 제시할 때 PD 환자는 변경된 탐색 방향 전환 및 자기 중심적 중간선의 변경된 인식뿐만 아니라 시각적 뇌 영역 대 컨트롤의 활성화 감소를 보여줍니다. 그러나 시신경 흐름에서 자기 움직임 지각의 임계값은 아직 조사되지 않았으므로 본 연구에서 측정할 것입니다.

전정 이상은 또한 PD의 자기 운동 인식에 영향을 줄 수 있습니다. 최근 Bertolini et al. (2015) PD에서 기울기 지각 장애를 발견했지만 여기에서도 선형 자기 운동 지각의 전정 역치는 직접 연구되지 않았습니다. 따라서, 이 연구의 첫 번째 목표는 방향 식별의 엄격하고 잘 사용되는 패러다임을 사용하여 PD의 자기 운동에 대한 단감각(시각 및 전정) 인식의 임계값을 결정하는 것입니다.

그러나 자기 운동에 대한 시각 및 전정 인식의 결손 외에도 PD 환자는 이러한 단서의 최적이 아닌 통합으로 고통받을 수 있습니다. 따라서 두 번째 주요 목표는 자기 동작 인식을 위한 시각 및 전정 단서의 통합을 구체적으로 조사하는 것입니다. 이는 다감각 통합의 베이지안 프레임워크에서 수행됩니다.

다양한 양식의 정보 통합("다감각 통합")은 세상에 대한 온전한 인식에 필수적입니다. 베이지안 통계에 기반한 이론적 연구는 '최적' 전략에 대한 예측과 함께 다감각 통합을 연구하기 위한 프레임워크를 제공했습니다. 가우스 분포와 편평한 사전을 가정하면 다중 단서의 최적 통합은 다감각 지각이 기본 단서의 가중 조합인 간단한 선형 방정식으로 축소됩니다. 많은 인간 및 동물 연구는 실제로 거의 최적의 큐 통합을 입증했습니다. 그러나 다감각 통합은 잘 확립된 도구를 사용하여 정상적인 뇌 기능에 대한 연구의 활성 주제이지만 PD에서는 연구되지 않았습니다. 연구자들은 시각적 단서에 대한 PD의 명백한 과도한 의존성을 기반으로 가설을 세웁니다. PD 환자는 최적이 아닌 다감각 통합(즉, 시각적 단서의 과중)을 나타낼 수 있습니다. 이는 기본 기능에 중대한 영향을 미칠 수 있습니다.

자극에 감각 잡음을 추가하면 신뢰도가 떨어집니다. 점의 3D 구름을 통한 자기 운동의 광학 흐름 자극에서 신뢰성은 움직이는 점의 일관성을 조작하여 제어할 수 있습니다. 100% 일관성(노이즈 추가 없음)의 경우 모든 점이 시뮬레이션된 자체 동작의 방향에 따라 일관성 있게 움직입니다. 노이즈가 추가될 때, 예를 들어. 75% coherence에서 점의 75%는 자기 움직임의 방향에 따라 일관되게 움직이는 반면 나머지 25%는 무작위 방향으로 움직입니다. coherence가 감소함에 따라 시각적 자극 신뢰도가 감소합니다. 최근 연구자들은 다른 임상 그룹(예: 자폐증)은 시각적 잡음의 추가에 다르게 반응할 수 있습니다. 따라서 이러한 실험의 일부로 조사자는 시각적 노이즈가 추가된 경우와 없는 경우의 시각적 인식도 ​​비교할 것입니다. PD의 병리생리학은 종종 증가된 신경 잡음(예: 베타 진동) 따라서 연구자들은 외부 감각 소음이 PD 환자와 대조군에 더 강한 영향을 미칠 수 있다는 가설을 세웁니다(아마도 PD의 신경 변동을 감소시키기보다는 악화시키는 자극에 의해).

따라서, 이 연구에서 연구자들은 3가지 주요 목표를 가지고 있습니다: i) PD에서 자기 운동의 기본(단감각적) 시각 및 전정 인식을 관찰하기 위해, ii) 베이지안 추론의 틀 내에서 PD 환자에서 다감각 통합을 관찰하기 위해, 및 iii) PD의 성능에 대한 시각적 신뢰도 감소(시각적 자극 노이즈의 추가) 효과를 관찰하기 위해. 세 가지 목표 모두 동일한 실험으로 해결됩니다. 모든 참가자는 두 번 방문합니다. PD 환자는 한 번은 "온" 투약과 한 번은 "오프" 투약을 동일한 절차를 수행합니다(이 순서는 환자 간에 상쇄되며 사전에 무작위로 결정됨). "오프" 약물 치료 조건의 경우, 환자는 실험 12시간 전에 PD 약물 복용을 중단합니다(실험 후까지). 통제 그룹은 또한 학습 효과의 가능한 아티팩트를 제어하기 위해 실험을 두 번 수행합니다.