Corticale correlaten van loopautomatisering en dagelijkse mobiliteit bij de ziekte van Parkinson (cueing)

Corticale correlaten van loopautomatisering bij de ziekte van Parkinson: impact van cueing

Een algemeen erkend kenmerk van gezond lopen is automatisme, gedefinieerd als het vermogen van het zenuwstelsel om bewegingen succesvol te coördineren met minimaal gebruik van aandachtseisende uitvoerende middelen. Er is gesuggereerd dat veel loopafwijkingen bij mensen met de ziekte van Parkinson (PD) worden gekenmerkt door een verschuiving in locomotorische controle van gezonde automatisering naar compenserende, uitvoerende controle. Deze verschuiving naar minder automatisme is potentieel nadelig voor de loopprestaties, aangezien executieve controlestrategieën niet zijn geoptimaliseerd voor locomotorische controle, buitensporige eisen stellen aan een beperkte cognitieve reserve en continu aandacht vereisen. De hypothese is dat naarmate het lopen variabeler wordt, zoals bij mensen met de ziekte van Parkinson, de controle over het lopen minder automatisch is, d.w.z. dat er meer betrokkenheid van de prefrontale cortex nodig is. Aangezien loopvariabiliteit echter geen directe maatstaf is voor automatisme, is het controversieel of het werkelijk een verminderde loopautomatisering of een verminderde loopstabiliteit (d.w.z. dynamische balans) weerspiegelt. De recente ontwikkeling van draadloze, functionele, nabij-infraroodspectroscopie (fNIRS) van de hersenen biedt meer directe, fysiologische metingen van automatisme, zoals verminderde activiteit van de prefrontale cortex. De bijdrage van andere corticale gebieden aan het concept van loopautomatisering is echter grotendeels onbekend. Hier zullen we voor het eerst een full-cap fNIRS-systeem gebruiken om corticale activiteit in meerdere hersengebieden en draagbare traagheidssensoren te monitoren om te bepalen hoe cognitieve vaardigheden, levodopa en cueing de loopautomatisering beïnvloeden.

De effecten van cognitieve stoornissen en interventies op het lopen bij mensen met de ziekte van Parkinson zijn complex. Een verminderde executieve functie is in verband gebracht met een verminderde gang en balans bij de ziekte van Parkinson, maar het is niet bekend of deze relatie te wijten is aan het onvermogen om de slechte controle van de basale ganglia van het loopautomatisme met verhoogde prefrontale cortexactiviteit tijdens het lopen te compenseren. Sensorische prikkels kunnen de loopsnelheid verhogen en de prefrontale activiteit verminderen, maar in tegenstelling tot levodopa kan het leiden tot verminderde loopvariabiliteit als gevolg van verbeterde automatisering. We hebben onlangs een nieuw type gepersonaliseerde (getriggerd door het eigen looppatroon van de proefpersoon), stapgesynchroniseerde tactiele stimulatie op de polsen ontwikkeld om de kwaliteit van het lopen en draaien bij mensen met de ziekte van Parkinson te verbeteren. We zullen nu de effecten van cognitieve disfunctie, dopaminerge medicatie en tactiele cueing op de kwaliteit van lopen en draaien vergelijken en onderzoeken of verbeteringen veranderingen in prefrontale activiteit weerspiegelen.

Dit project karakteriseert de corticale correlaten van loopautomatisering, de veranderingen in loopautomatisering met cueing bij mensen met de ziekte van Parkinson, en hoe deze veranderingen zich vertalen in verbetering van het lopen en draaien. Het langetermijndoel is het ontrafelen van de mechanismen van verminderde loopautomatisering bij de ziekte van Parkinson.

Het doel van de studie is om de effecten te bepalen van een nieuw, gepersonaliseerd, tactiel cueing-systeem op de loopautomatisering. Onze hypothese was dat stapgesynchroniseerde tactiele cueing de activiteit van de prefrontale cortex zal verminderen (automatisering verbeteren) en de loopvariabiliteit (evenals de loopsnelheid) zal verbeteren. We voorspellen dat verbeterde automatisering met verbeterde loopvariabiliteit geassocieerd zal zijn met verhoogde activatie van andere dan prefrontale corticale gebieden tijdens het lopen (d.w.z. sensomotorisch). Om de effecten van cueing te bepalen, worden 60 deelnemers met PD van gerandomiseerd in één van twee cueing-interventies: 1) gepersonaliseerde, stapgesynchroniseerde tactiele cueing en 2) tactiele cueing met vaste intervallen als een actieve controlegroep. Een secundaire analyse zal onderzoeken of het effect van cueing op loopautomatisering wordt beïnvloed door cognitieve disfunctie. Daarnaast zullen we de haalbaarheid en potentiële voordelen onderzoeken van onafhankelijk gebruik van tactiele cueing gedurende een week in het dagelijks leven voor een toekomstige klinische studie.