파킨슨병에서 운동이 시상하핵 신경활동에 미치는 영향

파킨슨병(PD)은 진행성 신경계 질환으로 노인들에게 가장 많이 발생하며 2040년까지 전 세계적으로 1,200만 명이 넘는 사람들에게 영향을 미칠 것으로 추정됩니다. 항파킨슨병 약물과 뇌심부 시뮬레이션(DBS)이 질병 증상을 관리하는 데 효과적이지만 질병 수정은 아직 파악하기 어렵습니다. 운동은 질병 진행을 늦출 수 있는 PD에 대한 보편적인 처방으로 제안되었습니다. 특히 고정식 사이클링은 PD(PwPD)를 가진 사람들을 위한 이상적인 운동 방식으로 제안되었습니다. 우리의 정액 탠덤 사이클링 연구는 인간 PD 환자에서 강제 운동(FE)을 사용한 최초의 연구였으며 비교하여 임상 평가에서 30% 개선을 입증했습니다. 자발적 운동(VE). 간단히 말해서, FE는 자발적인 운동률이 증가하지만 대체되지 않는 PD의 동물 모델에서 유래한 고강도 운동 모드입니다. 따라서 PwPD는 자발적 운동(VE)을 수행하는 표준 고정 사이클에 비해 탠덤 사이클에서 더 높은 속도(케이던스)로 페달을 밟는 데 도움을 받았습니다. 이 작업은 PwPD에 대한 고강도 운동 권장 측면에서 패러다임 전환을 가져왔습니다. 현재 우리는 PD를 늦추기 위한 고강도 운동의 가능성을 확인하기 위한 두 개의 다중 사이트 임상 시험에 참여하고 있습니다(2R01NS073717 및 1U01NS113851). 질병 진행을 변화시키는 운동의 잠재력에도 불구하고 운동의 작용 메커니즘과 기저핵 기능에 미치는 영향은 이해되지 않습니다. PD와 관련된 도파민 생산 뉴런의 손실은 PD 증상의 근간이 되는 기저핵 운동 회로의 과동기화를 초래합니다. FE를 사용한 최근의 동물 연구에서는 기본 신경절 기능에 대한 운동의 영향을 평가하기 위해 1차 운동 피질(M1)에서 신경 활동, 로컬 필드 전위(LFP)를 평가했습니다. FE에 이어 베타(13-35Hz) 주파수 대역의 신경 과동기화가 M1에서 감소했으며, 이는 개선된 운동 기능의 기초가 되도록 제안되었습니다. M1 활동은 직간접 경로를 통해 기저핵의 구조인 시상하핵(STN)의 활동에 의해 영향을 받습니다. 고강도 운동(VE 또는 FE)이 인간의 STN 과동기화에 미치는 영향은 알려져 있지 않습니다. 최근까지 STN 신경 활동의 기록은 DBS 수술 중 또는 수술 직후 전극이 일시적으로 외부화된 환자에서만 가능했습니다. 기저핵 기능에 대한 운동의 효과를 체계적으로 평가하기에는 어떤 접근 방식도 실행 가능하거나 안전하지 않습니다. 최근 Medtronic Percept DBS 플랫폼은 FDA 승인을 받았습니다. Percept 플랫폼은 STN 내 DBS 전극의 신경 활동을 기록하고 스트리밍합니다. 이 프로젝트는 처음으로 PwPD에서 두 가지 고강도 운동 모드(FE 및 VE) 동안 STN의 신경 활동을 기록하여 PD에 대한 운동의 유익한 효과의 잠재적인 메커니즘을 식별합니다. 우리의 기본 가설은 고강도 운동이 코르티코-기저 신경절-시상 피질 회로 기능을 촉진하여 운동 후 운동 기능을 향상시키는 STN 과동기화를 감소시킨다는 것입니다.