Verbetering van de loopautomatisering bij de ziekte van Parkinson: levodopa of donepezil

Een uitdaging bij het bestuderen van automatisering is dat de circuits van het centrale zenuwstelsel voor voortbeweging niet direct bij mensen kunnen worden beoordeeld, dus verschuivingen tussen automatisering en uitvoerende controle zijn afgeleid met een dual-task-paradigma. Als het lopen vertraagt ​​of verslechtert tijdens een gelijktijdige cognitieve taak, wordt het lopen geacht minder automatisch te zijn en meer corticale controle te gebruiken. Onlangs is een meer directe maatstaf voor automatisering bestudeerd met functionele nabij-infraroodspectroscopie (fNIRS). fNIRS wordt gebruikt om veranderingen in corticale geoxygeneerde hemoglobine (HbO2) -niveaus te meten met behulp van licht-weefselinteractie-eigenschappen van licht binnen het nabije infraroodbereik, vergelijkbaar met de manier waarop de HbO2 wordt gedetecteerd met magnetische resonantiebeeldvorming. Verhoogde geoxygeneerde hemoglobine houdt verband met een verhoogde bloedstroom, die op zijn beurt een verhoogde corticale activiteit weerspiegelt.

Een recente studie toont een meer dan normale activering van de prefrontale cortex tijdens normaal lopen bij patiënten met de ziekte van Parkinson, een indicator van verhoogde corticale controle en verminderde automatisering. Een beter begrip van de neurochemie die ten grondslag ligt aan loopautomatisering bij de ziekte van Parkinson zal implicaties hebben voor de farmacologische behandeling van loopstoornissen bij de ziekte van Parkinson. Als verminderde automatisering van het lopen te wijten is aan een verlaagde centrale dopamine, dan kunnen meer agressieve dopaminerge strategieën in orde zijn. Aan de andere kant, als verminderde automatisering van het lopen het gevolg is van een verlaagde centrale cholinerge tonus (zoals de onderzoekers veronderstellen), dan zullen cholinerge strategieën effectiever zijn voor het optimaliseren van het lopen bij de ziekte van Parkinson. Er zijn maar weinig studies die de positieve effecten van cholinerge augmentatie op het lopen en vallen hebben onderzocht, maar geen enkele heeft de directe effecten ervan op de automatisering van het lopen onderzocht.

Doel I. Onderzoek het effect van donepezil of levodopa op de loopautomatisering, gemeten aan de hand van prefrontale cortexactiviteit tijdens het lopen. Deze studie zal een dubbelblind, tweerichtings-crossover-ontwerp gebruiken waarin 20 deelnemers met idiopathische PD getest zullen worden ofwel na 14 dagen placebo en hun normale dosis levodopa ofwel na 14 dagen donepezil (5 mg/dag oraal) en hun normale dosis levodopa. Levodopa-doses worden niet bepaald of gecontroleerd door de onderzoekers, aangezien de geworven deelnemers al levodopa gebruiken die specifiek is voor hun eigen behoeften. De onderzoekers zullen automatisering meten door de activiteit van de prefrontale cortex te meten tijdens het lopen in single- en dual-task omstandigheden met een draadloos fNIRS-systeem. De onderzoekers voorspellen dat donepezil plus levodopa de activiteit van de prefrontale cortex zal verminderen, wat wijst op meer automatisme, tijdens het lopen in vergelijking met placebo en levodopa.

Doel II. Breng loopautomatisering in verband met spatio-temporele metingen van lopen. Naast loopautomatisering gemeten met fNIRS tijdens het lopen, zullen proefpersonen worden uitgerust met 3 traagheidssensoren om spatio-temporele kenmerken van het lopen te meten, zoals pastijd, paslengte en hun variabiliteit. De onderzoekers veronderstellen dat de variabiliteit van het lopen gerelateerd zal zijn aan het niveau van prefrontale cortexactiviteit. De onderzoekers voorspellen dat de variabiliteit van het lopen niet zal veranderen met levodopa, wat een weerspiegeling is van de prefrontale controle over het lopen. De onderzoekers voorspellen daarentegen dat donepezil de variabiliteit van het lopen zal verbeteren, zowel met als zonder een gelijktijdige, cognitieve taak.