Восприятие собственного движения при болезни Паркинсона (SMP_PD)

Болезнь Паркинсона (БП) классически характеризуется снижением двигательной функции, отмеченным характерными симптомами акинезии, брадикинезии, ригидности и тремора, а также нарушением осанки и равновесия. Однако в последнее время немоторные симптомы также признаются основной частью заболевания. Немоторные симптомы могут включать нарушения сна, расстройства настроения, галлюцинации, когнитивные нарушения и различные нарушения чувствительности и восприятия. В отличие от моторных симптомов, немоторные симптомы менее заметны по своей природе и поэтому могут остаться незамеченными, если их не проверить напрямую.

Уже ранние исследования выявили широкую зрительную дисфункцию при БП. Это включает задержку зрительных вызванных реакций и аномалии контрастной, пространственно-временной и цветовой чувствительности. Пациенты с БП также имеют измененное восприятие визуальной ориентации, а также сложные нарушения зрения. Тем не менее, несмотря на дефицит зрения, пациенты с БП, по-видимому, функционально более зависимы от зрения по сравнению с контрольной группой. Это, по-видимому, противоречит установленным принципам оптимальной сенсорной интеграции, согласно которым следует меньше полагаться на нарушенные сигналы. Однако это можно измерить только в рамках принципиальной структуры, которая измеряет, измеряет и сравнивает точность соответствующих перцептивных сигналов. А именно, именно относительная надежность сенсорных сигналов должна, согласно схемам оптимальной (байесовской) интеграции, устанавливать степень доверия к сигналам (см. ниже).

Исследования продемонстрировали нарушения сенсорных систем, помимо зрения, таких как проприоцептивная и вестибулярная функции. Интересно, что многие нарушения чувствительности при БП могут быть тесно связаны с «классическими» двигательными симптомами. Например: i) дисфункциональные вестибулярные сигналы могут привести к нарушению контроля равновесия при БП, (ii) проприоцептивный дефицит нарушает произвольные и рефлекторные двигательные команды, (iii) нарушения пространственного восприятия могут способствовать замиранию походки (FOG) и (iv) ) Пациенты с БП переоценивают громкость собственной речи, вероятно, отражая дефицит восприятия либо из-за нарушения сенсомоторной интеграции, либо из-за нарушения самосознания моторного дефицита. Кроме того, у больных паркинсонизмом нарушены высшие перцептивные функции, такие как восприятие эмоций по выражению лица. Восприятие собственного движения возникает в основном из сигналов инерционного движения (вестибулярных) и оптического потока (визуальных). При наличии радиально расширяющихся паттернов зрительного потока пациенты с БП демонстрируют измененное навигационное отклонение и измененное восприятие эгоцентрической срединной линии, а также сниженную активацию в зрительных областях мозга по сравнению с контрольной группой. Однако пороги восприятия собственного движения от оптического потока еще не исследованы и, следовательно, будут измерены в этом исследовании.

Вестибулярные аномалии также могут влиять на восприятие собственного движения при БП. Недавно Бертолини и соавт. (2015) обнаружили нарушение восприятия наклона при БП, но и здесь вестибулярные пороги линейного восприятия собственных движений напрямую не исследовались. Следовательно, первая цель этого исследования состоит в том, чтобы определить пороги унисенсорного (зрительного и вестибулярного) восприятия собственного движения при БП, используя строгую и хорошо используемую парадигму различения направления.

Однако в дополнение к дефициту зрительного и вестибулярного восприятия собственных движений пациенты с БП могут страдать от субоптимальной интеграции этих сигналов. Следовательно, вторая основная цель состоит в том, чтобы специально исследовать интеграцию зрительных и вестибулярных сигналов для восприятия собственного движения. Это будет сделано в рамках байесовской концепции мультисенсорной интеграции.

Интеграция информации из разных модальностей («мультисенсорная интеграция») жизненно важна для целостного восприятия мира. Теоретические исследования, основанные на байесовской статистике, предоставили основу для изучения мультисенсорной интеграции с предсказаниями «оптимальной» стратегии. Предполагая гауссово распределение и плоский априор, оптимальная интеграция нескольких сигналов сводится к прямому линейному уравнению, согласно которому мультисенсорное восприятие представляет собой взвешенную комбинацию основных сигналов. Многие исследования на людях и животных действительно продемонстрировали почти оптимальную интеграцию сигналов. Тем не менее, хотя мультисенсорная интеграция является активной темой исследований нормальной функции мозга с помощью хорошо зарекомендовавших себя инструментов, она не изучалась при БП. Исследователи выдвигают гипотезу, основанную на очевидной чрезмерной зависимости при БП от визуальных сигналов. Пациенты с БП могут демонстрировать неоптимальную мультисенсорную интеграцию (а именно, избыточный вес визуальных сигналов). Это может иметь серьезные последствия для основных функций.

Добавление сенсорного шума к стимулу снижает его достоверность. В стимулах оптического потока самодвижения через трехмерное облако точек надежность можно контролировать, манипулируя когерентностью движущихся точек. Для 100% когерентности (без добавления шума) все точки перемещаются когерентно в соответствии с направлением имитации собственного движения. Когда добавляется шум, т.е. до 75 % когерентности 75 % точек движутся когерентно в соответствии с направлением собственного движения, тогда как остальные 25 % движутся в случайном направлении. По мере снижения когерентности достоверность зрительного стимула снижается. Недавно исследователи показали, что разные клинические группы (например, аутизм) могут по-разному реагировать на добавление визуального шума. Следовательно, в рамках этих экспериментов исследователи также будут сравнивать визуальное восприятие в отсутствие и в присутствии дополнительного визуального шума. Часто понимают, что патофизиология БП отражает повышенный нейронный шум (например, бета-осцилляции), поэтому исследователи предполагают, что внешний сенсорный шум может оказывать более сильное влияние на пациентов с БП по сравнению с контрольной группой (возможно, за счет усугубления, а не уменьшения нейронных колебаний при БП).

Следовательно, в этом исследовании у исследователей есть 3 основные цели: i) наблюдать за основным (унисенсорным) визуальным и вестибулярным восприятием самодвижения при БП, ii) наблюдать мультисенсорную интеграцию у пациентов с БП в рамках байесовского вывода, и iii) наблюдать влияние снижения визуальной достоверности (добавление визуального стимулирующего шума) на производительность при БП. Все три цели будут решаться с помощью одного и того же эксперимента. Все участники приедут на два визита. Пациенты с БП будут выполнять одну и ту же процедуру один раз «на» лекарстве и один раз «без» лекарства (порядок, который будет уравновешен между пациентами; определяется заранее случайным образом). При «отключении» лекарств пациенты прекращают принимать лекарства для ПД за 12 часов до экспериментов (до окончания эксперимента). Контрольная группа также проведет эксперимент дважды, чтобы контролировать возможный артефакт эффектов обучения.