Badanie hamowania motorycznego w chorobie Parkinsona i ogniskowej dystonii ręki (PD-INHIB)

Każdy ruch wymaga pewnego planowania, opierając się głównie na komórkach nerwowych w korze czołowej połączonych z obwodami kręgosłupa, które same pomagają regulować aktywność mięśni. Te projekcje korowo-rdzeniowe zapewniają krytyczną drogę, przez którą mózg kontroluje zachowanie motoryczne. Co ciekawe, pobudliwość szlaku korowo-rdzeniowego można badać nieinwazyjnie u ludzi, stosując przezczaszkową stymulację magnetyczną (TMS) z pojedynczym impulsem nad pierwotną korą ruchową (M1), wywołując motoryczne potencjały wywołane (MEP) w docelowych mięśniach przeciwnych. MEP są użytecznymi wskaźnikami pobudliwości motorycznej, ponieważ ich amplituda zapewnia specyficzną dla mięśni analizę wpływu netto bodźców ułatwiających i hamujących w czasie stymulacji. Krytycznie badania TMS ujawniły, że szlak korowo-rdzeniowy wykazuje głębokie zmiany hamujące podczas przygotowania do działania, zgodne z udziałem procesów hamujących w kontroli ruchu.

Efekt ten, określany jako hamowanie przygotowawcze, został udowodniony w zadaniach czasu reakcji (RT), niezależnie od tego, czy badani muszą wybrać odpowiedź z zestawu predefiniowanych opcji (zadanie wyboru RT), czy też muszą określić tę samą odpowiedź na każdym próba, w przypadku braku wyboru (proste zadanie RT). W tych zadaniach, zgodnie z oczekiwaniami, amplituda MEP wywołanych w wybranym efektorze wzrasta w okresie poprzedzającym ruch. Jednak zanim aktywność zacznie się zwiększać, następuje początkowy spadek amplitudy MEP, co wskazuje na zahamowanie szlaku korowo-rdzeniowego związanego z wybranym ruchem. Zmniejszenie amplitudy MEP obserwuje się również w niewyselekcjonowanych i nieistotnych efektorach, i tutaj amplituda dalej spada w trakcie przygotowania do działania. Hamowanie przygotowawcze występuje nie tylko przed rozpoczęciem ruchu; jest to również widoczne przed sygnałem go w zadaniach RT z poleceniem opóźnienia, kiedy wskazówka dostarcza z wyprzedzeniem informacji o nadchodzącej odpowiedzi, ale podmiot musi wtedy poczekać, aż zostanie przedstawiony sygnał go, aby uwolnić swoją odpowiedź. W tym czasie tłumienie jest oczywiste dla posłów do PE wywoływanych w efektorach palców, w tym tych, które są wybrane, niewybrane lub nieistotne dla zadania; posłowie do PE mogą również wykazywać pewne tłumienie podczas przygotowywania odpowiedzi palców, ale w znacznie słabszym stopniu, co wskazuje, że przygotowawcze hamowanie układu ruchu jest szerokie, ale z pewnym stopniem ograniczenia; jest najbardziej widoczny dla reprezentacji motorycznych, które pochodzą z tego samego segmentu ciała co wybrany efektor i jest osłabiony w innych reprezentacjach kończyn.

Wysunięto kilka hipotez wyjaśniających szerokie tłumienie pobudliwości korowo-rdzeniowej obserwowane podczas przygotowania do działania, przy czym niektóre dotyczyły kontroli impulsów, a inne modulacji wzmocnienia neuronów. Jednak funkcjonalna rola hamowania przygotowawczego pozostaje intensywnie dyskutowana. Ponadto wiedza na temat obszarów mózgu zaangażowanych w generowanie tej supresji w ścieżce korowo-rdzeniowej jest bardzo niewielka.

Obecny protokół badawczy ma na celu zbadanie hamowania przygotowawczego w dwóch populacjach pacjentów cierpiących na zaburzenia ruchowe. Najpierw będziemy pracować z pacjentami z chorobą Parkinsona (PD) w celu zbadania udziału zwojów podstawy mózgu w hamowaniu przygotowawczym (Projekt 1 [P1] i Projekt 2 [P2], patrz poniżej). Następnie rozważymy pacjentów z ogniskową dystonią ręki (FHD), aby przetestować hipotezę, że zmieniona selektywność mięśni w tym stanie patologicznym jest, przynajmniej częściowo, spowodowana brakiem hamowania przygotowawczego (Projekt 3 [P3], opisany poniżej) .

Poza swoimi podstawowymi celami, niniejsza propozycja może również dostarczyć wiedzy naukowej, aby kierować strategiami interwencyjnymi, które poprawiają funkcje motoryczne u pacjentów z PD i FHD. Kwestia ta ma ogromne znaczenie, biorąc pod uwagę wydłużającą się średnią długość życia w naszym społeczeństwie i rosnącą częstość występowania choroby Parkinsona (w szczególności), która się z tym wiąże. Niniejsza propozycja może również pomóc w opracowaniu strategii interwencji w innych patologiach związanych z deficytami hamującymi, w tym impulsywnym podejmowaniem decyzji (np. PD; uzależnienie od narkotyków). Zagadnienie to ma ogromne znaczenie, biorąc pod uwagę powszechność tego typu patologii we współczesnym społeczeństwie.