Исследование сетей ингибиторного контроля при болезни Паркинсона

Двигательные расстройства являются важной причиной инвалидности во всем мире. По оценкам, в Соединенных Штатах более 4 миллионов человек страдают болезнью Паркинсона (БП), эссенциальным тремором (ЭТ) и дистонией, одними из наиболее распространенных неврологических расстройств. Из них БП является наиболее распространенным и в первую очередь характеризуется тремором, ригидностью и брадикинезией. Однако многие пациенты также имеют выраженные немоторные особенности, включая депрессию и когнитивные нарушения, с дефицитом скорости обработки информации, памяти, внимания и обучения. Одним из наиболее изнурительных когнитивных недостатков является торможение реакции (RI), или неспособность подавить привычное действие. Пациенты с БП испытывают значительные трудности с РИ и сообщают о его существенном вкладе в ограничение качества их жизни. Хотя некоторые исследования показывают, что дофамин может улучшить этот аспект когнитивной функции, многие пациенты остаются значительно ослабленными.

RI клинически проявляется многими различными и важными способами, со снижением умственной гибкости, переключением задач и концентрацией. RI также может способствовать двигательным нарушениям с нарушением походки, падениями и замиранием походки. К сожалению, эти особенности БП и РИ менее изучены и не имеют эффективных вариантов лечения, что требует изучения новых методов лечения. Глубокая стимуляция мозга (DBS), хотя и является высокоэффективным средством лечения двигательных проявлений, по существу неэффективна для когнитивных функций и может даже ухудшить их, и в настоящее время мало исследований, изучающих, как различные параметры могут улучшить NMS. Стремясь начать устранение этих изнурительных особенностей БП, исследователи предлагают изучить RI у пациентов с двигательными расстройствами и сопоставить движение и познание с лежащей в основе нейронной электрофизиологией до и во время задач на движение и торможение реакции.

Во время обычной операции DBS стимулирующий электрод имплантируется с помощью интраоперационных записей в состоянии бодрствования. Эти рутинные записи позволяют неврологам и нейрохирургам непосредственно наблюдать возбуждение нейронов в головном мозге, выявляя характерные закономерности для очерчивания анатомических структур. После установки электрод DBS тестируется с использованием параметров стимуляции, которые, как известно, клинически эффективны при двигательных нарушениях. Это позволяет проводить острое интраоперационное тестирование терапевтического эффекта и побочных эффектов, а также дает информацию о том, как пациент отреагирует на терапию после того, как черепной электрод будет подключен к батарее и включен.

В дополнение к этой обычной записи и стимуляции, этот параметр также предоставляет уникальную возможность для изучения нейронной электрофизиологии с минимальным повышенным риском. Измеряя активность мозга во внешних слоях (коре), а также от самого электрода DBS, когда пациенты выполняют различные задачи, можно сопоставить поведенческую функцию и нейронную активность. Наш центр и несколько других уже имеют исследовательские парадигмы для достижения этих целей, помещая субдуральный ленточный электрод на кору перед размещением электрода DBS. Эти ленточные электроды располагаются вдоль поверхности мозга и исторически использовались в течение нескольких десятилетий для картирования припадков, как правило, в виде массива электродов, помещаемых через трепанационное отверстие. Их использование только недавно было реализовано для исследования нейронных цепей во время операции DBS, однако их безопасность в этих конкретных условиях теперь хорошо известна, и их временное размещение в настоящее время выполняется в аналогичных исследованиях в этом учреждении. Однако, хотя в предыдущих исследованиях эти полоски размещались над префронтальными областями, подавляющее большинство исследований в этой области сосредоточено на моторных цепях с размещением над сенсомоторной корой. Для изучения NMS полоски будут помещены на префронтальную кору с записью, сделанной во время различных двигательных и когнитивных задач и во время различных моделей стимуляции.