Kortikale korrelater av gangautomatisitet og dagliglivsmobilitet ved Parkinsons sykdom (cueing)

Kortikale korrelater av gangautomatikk i Parkinsons sykdom: virkningen av cueing

Et godt anerkjent kjennetegn på sunn gange er automatikk, definert som nervesystemets evne til å koordinere bevegelser med minimal bruk av oppmerksomhetskrevende, utøvende ressurser. Det har blitt foreslått at mange gangavvik hos personer med Parkinsons sykdom (PD) er preget av et skifte i lokomotorisk kontroll fra sunn automatikk til kompenserende, utøvende kontroll. Denne overgangen til mindre automatikk er potensielt skadelig for gangytelsen, da eksekutive kontrollstrategier ikke er optimalisert for lokomotorisk kontroll, stiller overdrevne krav til en begrenset kognitiv reserve og krever kontinuerlig oppmerksomhet. Det har blitt antatt at etter hvert som gangarten blir mer variabel, som hos personer med PD, er kontroll av gange mindre automatisk, dvs. krever mer prefrontal cortex-involvering. Men siden gangvariabilitet ikke er et direkte mål på automatikk, er det kontroversielt om det virkelig reflekterer nedsatt gangautomatikk eller nedsatt gangstabilitet (dvs. dynamisk balanse). Den nylige utviklingen av trådløs, funksjonell, nær-infrarød spektroskopi (fNIRS) av hjernen gir mer direkte, fysiologiske mål på automatikk, for eksempel redusert prefrontal cortex-aktivitet. Imidlertid er bidraget fra andre kortikale områder til konseptet med gangautomatikk stort sett ukjent. Her vil vi for første gang bruke et full cap fNIRS-system for å overvåke kortikal aktivitet i flere hjerneområder og bærbare treghetssensorer for å bestemme hvordan kognitive evner, levodopa og cueing påvirker gangautomatikken.

Effektene av kognitiv dysfunksjon og intervensjoner på gang hos personer med PD er komplekse. Nedsatt eksekutiv funksjon har vært assosiert med nedsatt gange og balanse ved PD, men det er ikke kjent om denne sammenhengen skyldes manglende evne til å kompensere for dårlig basalgangliakontroll av gangautomatikk med økt prefrontal cortexaktivitet mens man går. Sensorisk cueing kan øke ganghastigheten og redusere prefrontal aktivitet, men i motsetning til levodopa kan det resultere i redusert gangvariasjon på grunn av økt automatikk. Vi har nylig utviklet en ny type personlig (utløst av forsøkspersonens eget gangmønster), trinnsynkronisert taktil stimulering på håndleddene for å forbedre kvaliteten på gange og vending hos personer med PD. Vi vil nå sammenligne effekten av kognitiv dysfunksjon, dopaminerg medisinering og taktil cueing på kvaliteten på gange og vending og undersøke om forbedringer reflekterer endringer i prefrontal aktivitet.

Dette prosjektet vil karakterisere de kortikale korrelatene til gangautomatikk, endringene i gangautomatikk med cueing hos personer med PD, og ​​hvordan disse endringene oversettes til forbedring i gang og sving. Det langsiktige målet er å avdekke mekanismene for nedsatt gangautomatikk ved PD.

Formålet med studien er å bestemme effekten av et nytt, personlig tilpasset, taktilt cueing-system på gangautomatikk. Vi antok at trinnsynkronisert taktil cueing vil redusere prefrontal cortex-aktivitet (forbedre automatikk) og forbedre gangvariabilitet (så vel som ganghastighet). Vi spår at forbedret automatikk med forbedret gangvariasjon vil være assosiert med økt aktivering av andre enn prefrontale kortikale områder mens du går (dvs. sensorisk-motorisk). For å bestemme effekten av cueing vil 60 deltakere med PD fra randomiseres til en, av to, cueing-intervensjoner: 1) personlig, trinnsynkronisert taktil cueing og 2) taktil cueing med faste intervaller som en aktiv kontrollgruppe. En sekundær analyse vil undersøke om effekten av cueing på gangautomatikk er påvirket av kognitiv dysfunksjon. I tillegg vil vi utforske gjennomførbarheten og potensielle fordelene ved uavhengig bruk av taktile cueing i løpet av en uke i dagliglivet for en fremtidig klinisk studie.