Hvordan påvirker STN-DBS beslutning om emosjonell konflikt ved Parkinsons sykdom: en EEG-studie (DBS-EMOTION)

Ikke-motoriske symptomer på Parkinsons sykdom (PD) og spesielt stemningsmanifestasjoner som apati, depresjon og angst har fått oppmerksomhet de siste tiårene på grunn av dens høye frekvens og innvirkning på pasientens livskvalitet. I tillegg har disse psykiske ikke-motoriske egenskapene vist seg å svinge på samme måte som motoriske symptomer gjør, samtidig med ikke-motoriske fluktuasjoner (NMF) som kan være mer invalidiserende enn motoriske symptomer. Det fysiopatologiske grunnlaget for psykisk NMF er uklart, men mesolimbisk dopaminerg denervering har blitt antydet å ligge til grunn for stemningsmanifestasjoner i perioder uten . Samtidig har det blitt demonstrert at PD-pasienter lider av unormale emosjonelle prosesseringsmangler i ansiktsuttrykksgjenkjenning og emosjonell prosodi, spesielt når det gjelder negative valanserte følelser, og at disse svekkelsene også kan knyttes til mesolimbiske dopaminerge mekanismer. Den mesolimbiske banen er en av de funksjonelle kortiko-subkortikale løkkene der basalgangliene er segregerte. Den ligger i den ventrale underdelen av hver kjerne (ventromedial i tilfellet med den subthalamuskjernen) og gjennom den mediodorsale thalamus rager til orbito-frontal cortex og anterior cingulate cortex (ACC), limbiske kortikale områder som robuste bevis har involvert i patofysiologi av humørforstyrrelser og emosjonelle prosesser som ansiktsuttrykksgjenkjenning eller emosjonell konfliktløsning. Oppsummert, på samme måte som dopaminutarming av den nigrostriatale banen er opphavet til den parkinsoniske motortriaden, vil mangelen på dopamin i den mesolimbiske sløyfen forklare ikke-motoriske psykiske manifestasjoner, inkludert apati, angst, depresjon og forstyrrelser i emosjonelle dekoding. En riktig måte å utforske disse fenomenene på er gjennom oppgaver som involverer eksponering for affektive stimuli.

Stroop-testen er et verktøy som gjør det mulig å utforske selektiv oppmerksomhet, kognitiv konfliktløsning (hemming av irrelevant leseautomatisme) og prosesseringshastighet, og brukes vanligvis til å evaluere eksekutive funksjoner. En modifisert versjon, ansikts-emosjonelle Stroop (ES), ble utviklet for å adressere forstyrrelsen av irrelevante affektive distraktorer. Med denne oppgaven demonstrerte forfatterne hos friske frivillige at dorsolateral prefrontal cortex og amygdala er områdene involvert i emosjonell konfliktovervåking, mens rostral anterior cingulate cortex (rACC) aktivering assosieres med emosjonell konfliktløsning gjennom en top-down hemming av amygdala i for å unngå innblanding fra nye irrelevante emosjonelle distraherere. Den samme gruppen designet en variant av oppgaven ved å legge til ikke-emosjonelle kognitive forsøk der forsøkspersonene måtte identifisere kjønnet på ansiktene i stedet for affekten. Gjennom dette paradigmet var de i stand til å skille nevrale nett involvert i kognitiv konfliktløsning fra de som var spesielt involvert i emosjonell konfliktløsning. Derfor, mens lateral prefrontal cortex (LPFC) ble vist å løse ikke-emosjonell konflikt, er den pregenuelle delen av den fremre cingulate cortex, det vil si rACC, involvert i emosjonell konfliktløsning. Tvert imot deler påvisningen av begge typer konflikter aktivering av en felles region av den dorsale fremre cingulate cortex.

Ved å bruke ES-oppgaven har gruppen vår nylig demonstrert i en funksjonell MR-studie med PD-pasienter at dopamin modulerer emosjonell konfliktløsning ved å "normalisere" aktiviteten til rACC, som var hypoaktivert i tilstanden uten medisin sammenlignet med tilstanden på stoffet. og til sunne kontroller. rACC mottar massive dopaminprojeksjoner fra det ventrale tegmentale området (VTA), og er dermed en del av den kortiko-subkortikale limbiske løkken. Derfor vil disse funnene støtte implikasjonen av dette kretsløpet i emosjonelle dekodingsforstyrrelser i PD og samsvare med hypotesen foreslått om at dopaminerg mesolimbisk degenerasjon vil ligge til grunn for stemningsmanifestasjoner og psykiske NMF av lidelsen. Det er godt demonstrert at STN-DBS forbedrer levodopa-sensitive motoriske symptomer på PD. STN-DBS endrer ikke generell kognitiv funksjon, bortsett fra noen svekkelser i eksekutive funksjoner som verbal flyt, men i et eksperimentelt scenario har det vist seg å øke impulsiviteten under kognitive oppgaver hos PD-pasienter. Imidlertid er dens kliniske effekt i det affektive domenet til PD svært kontroversiell, og det er bare svært begrensede data om emosjonell prosessering. Noen få tilgjengelige studier som sammenligner pasienter før og etter operasjonen peker på en forverring av ansiktsfølelser og prosodigjenkjenning. Disse funnene kunne ikke replikeres i et nyere arbeid. Slike studier tar imidlertid ikke hensyn til desensibilisering av det dopaminerge systemet relatert til markert reduksjon i medisinering etter STN DBS. På grunn av de store endringene i dopaminerg behandling og kronisk desensibilisering bør alle studier som ikke sammenligner stimuleringsforhold tolkes svært forsiktig. Etter vår mening, på grunn av de store tilgjengelige kliniske dataene som viser atferdsendringer etter STN-DBS, og med tanke på den anatomiske overlappingen av STN funksjonelle underavdelinger, er det sannsynlig at stimulering vil ha en viss effekt over den limbiske basalgangliasløyfen selv med elektroder som er godt implantert i det sensorimotoriske territoriet og induserer dermed endringer i både motoriske og affektive domener, selv om det med en viss dissosiasjon.

Med denne begrunnelsen tar etterforskerne sikte på å reprodusere i et elektrofysiologisk perspektiv de funksjonelle magnetiske resonansbilder (fMRI) bevisene på limbiske kortikale regioners involvering i emosjonelle dekodingsprosesser og å skille dem fra de som er involvert i kognitiv konflikt. I tillegg ønsker etterforskerne å bekrefte dopaminmodulasjon når de håndterer emosjonelle konflikter, og belyse STN-DBS-effekten i atferdsmessige og kortikale elektrofysiologiske termer.