DYSCAR: Karakterisering av dystoni

En stor vanskelighet som hindrer fremgang i vår forståelse av dystoni er det faktum at nøyaktige beskrivelser av motoriske tegn assosiert med ulike former for sykdommen for tiden mangler. Forskjellige former for sykdommen gir faktisk symptomer som ikke kan skilles ut på grunnlag av gjeldende kliniske evalueringer. Vi antar at de mange patofysiologiske mekanismene som ser ut til å ligge til grunn for de motoriske symptomene på dystoni bør indusere noe forskjellige atferdsmessige uttrykk for sykdommen, og bør også reagere annerledes på dyp hjernestimulering. Siden proksimale muskler er involvert i postural lemstabilisering, foreslår vi å ikke bare studere distal, men også proksimal og kontralateral diffusjon av motorkommandoen. Vår hypotese er at bevegelses- og EMG-mønstre bør avvike avhengig av sykdommens etiologi og oppgavetilstander. Med andre ord forventer vi å identifisere kinematikk og EMG-signaturer som er spesifikke for ulike former for dystoni.

Et første skritt mot å forbedre vår kunnskap om dystoni er derfor å undersøke motorytelsen på atferdsnivået, og relatere unormale bevegelsesmønstre til spesifikke etiologier av sykdommen. Tre grupper av pasienter som presenterer en dystoni av kjent etiologi (ON og OFF dystoni av Parkinsons sykdom, Primær dystoni, Sekundær dystoni) vil bli inkludert i studien, samt to grupper av aldersmatchede kontrollpersoner.

Det første trinnet i vår eksperimentelle tilnærming vil bestå i å studere kinematikken og EMG-mønstrene til bevegelser utført av de forskjellige gruppene av pasienter. For å studere motorisk kontroll av overekstremiteten vil vi be pasientene om å utføre begge håndleddsbevegelsene isolert, eller i forbindelse med en overliggende motorisk, kognitiv eller emosjonell oppgave. Organiseringen og abnormitetene ved bevegelser av underekstremiteten vil bli studert etter samme begrunnelse, når det er mulig. På grunn av forekomsten av ufrivillige bevegelser hos mange pasienter med dystoni, vil alle atferdsregistreringer bli utført med telemetrisk utstyr. Dette vil garantere at pasienter ikke vil trekke av fangerne, og heller ikke risikere å bli skadet under opptaksøktene.

Tiltakene vil omfatte reaksjons- og bevegelsestider, samt vinkelforskyvningene av de aktuelle leddene og den bilaterale EMG-aktiviteten til de distale og proksimale musklene i lemmene. De spatio-temporelle karakteristikkene til pasientenes bevegelser vil bli analysert ved å bruke de registrerte kronometriske, kinematikk- og EMG-dataene, og sammenlignet med de til alderstilpassede kontrollpersoner. Muskelaktivitet og bevegelse vil bli registrert på de forskjellige nivåene av bevegelige og kontralaterale lemmer for å overvåke overløpskarakteristikkene til dystoni grundig.

Dystonisk bradykinesi antas å være relatert til tap av selektiviteten til den motoriske kommandoen, og spesielt dens diffusjon til antagonistgrupper. Hvis denne hypotesen er riktig, forventer vi å observere unormal samaktivering av antagonistgrupper på distale nivå. På grunn av den posturale komponenten av dystoni, forventer vi også å se en unødig diffusjon av den motoriske kommandoen til proksimale muskler. Til slutt vil vi se etter tegn på speilbevegelser som indikerer forstyrrelser av inter-hemisfærisk motorhemming.

Den unormale samaktiveringen av antagonister og proksimale muskler bør øke under dobbeltmotoriske oppgaveforhold, hvor pasienten vil bli bedt om å utføre symmetriske eller forskjellige bevegelser samtidig med de to lemmene. Basert på hypotesen om at symmetrisk kobling av motoriske effektorer er lettere å kontrollere enn asymmetriske mønstre, som krever inter-hemisfærisk inhibering av den irrelevante bevegelsen, bør motorytelsen være vanskeligere og diffusjon av motorkommandoen bør økes i de asymmetriske motoriske oppgavene.

Under hver bevegelsestilstand vil konsistensen av de registrerte mønstrene for kinematikk og EMG-data sammenlignes mellom de tre gruppene av pasienter. Når det gjelder sekundær dystoni, vil vi også korrelere de observerte mønstrene med eksisterende cerebrale lesjoner. Vi vil forsøke å finne ytterligere sammenhenger mellom den kliniske fenotypen til pasientene og de målte bevegelsesparametrene. For eksempel vil kinematikk og EMG-data settes i forhold til hovedtypene av symptomer pasientene viser (mobil vs. fast dystoni), og fordelingen av symptomene.

Hypotesen om at dystoni er en ren motorsykdom vil bli testet ved hjelp av dobbeltoppgave eksperimentelle protokoller. Pasienter vil bli bedt om å utføre den samme armbevegelsen, mens 1) utfører en samtidig kognitiv oppgave, for eksempel å telle bakover eller oppdage en spesifikk visuell stimulus, avlede noen av oppmerksomhetsressursene.