Кортикальные корреляты автоматизма походки и подвижности в повседневной жизни при болезни Паркинсона (cueing)

Кортикальные корреляты автоматизма походки при болезни Паркинсона: влияние сигналов

Общепризнанным признаком здоровой ходьбы является автоматизм, определяемый как способность нервной системы успешно координировать движения с минимальным использованием требующих внимания исполнительных ресурсов. Было высказано предположение, что многие нарушения ходьбы у людей с болезнью Паркинсона (БП) характеризуются сдвигом в локомоторном контроле от здорового автоматизма к компенсаторному исполнительному контролю. Этот переход к меньшему автоматизму потенциально вреден для эффективности ходьбы, поскольку стратегии исполнительного контроля не оптимизированы для двигательного контроля, предъявляют чрезмерные требования к ограниченному когнитивному резерву и постоянно требуют внимания. Было высказано предположение, что по мере того, как походка становится более изменчивой, как у людей с БП, контроль походки становится менее автоматическим, т. е. требует большего участия префронтальной коры. Однако, поскольку вариабельность походки не является прямым показателем автоматизма, остается спорным, действительно ли она отражает нарушение автоматизма походки или нарушение стабильности походки (т. е. динамического равновесия). Недавнее развитие беспроводной, функциональной, ближней инфракрасной спектроскопии (fNIRS) мозга обеспечивает более прямые физиологические измерения автоматизма, такие как снижение активности префронтальной коры. Однако вклад других областей коры в концепцию автоматизма походки в значительной степени неизвестен. Здесь мы впервые будем использовать полную систему fNIRS для мониторинга корковой активности в нескольких областях мозга и носимые инерционные датчики, чтобы определить, как когнитивные способности, леводопа и сигналы влияют на автоматизм походки.

Влияние когнитивной дисфункции и вмешательств на походку у людей с БП сложное. Нарушение исполнительной функции было связано с нарушением походки и равновесия при БП, но неизвестно, связана ли эта связь с неспособностью компенсировать плохой контроль базальных ганглиев над автоматизмом походки с повышенной активностью префронтальной коры во время ходьбы. Сенсорные сигналы могут увеличивать скорость ходьбы и снижать префронтальную активность, но, в отличие от леводопы, могут приводить к уменьшению изменчивости походки из-за повышения автоматизма. Недавно мы разработали новый тип персонифицированной (запускаемой собственным образцом ходьбы субъекта) синхронизированной с шагом тактильной стимуляции запястий для улучшения качества походки и поворотов у людей с БП. Теперь мы сравним влияние когнитивной дисфункции, дофаминергических препаратов и тактильных сигналов на качество походки и поворотов и выясним, отражают ли улучшения изменения префронтальной активности.

В этом проекте будут охарактеризованы корковые корреляты автоматизма походки, изменения автоматизма походки при подсказке у людей с БП и то, как эти изменения трансформируются в улучшение походки и поворотов. Долгосрочная цель состоит в том, чтобы раскрыть механизмы нарушения автоматизма походки при БП.

Цель исследования — определить влияние новой персонализированной системы тактильных сигналов на автоматизм походки. Мы предположили, что пошаговая синхронизация тактильных сигналов снизит активность префронтальной коры (улучшит автоматизм) и улучшит вариабельность походки (а также скорость ходьбы). Мы прогнозируем, что улучшение автоматизма с улучшенной изменчивостью походки будет связано с повышенной активацией других областей коры, кроме префронтальной, во время ходьбы (т. е. сенсорно-моторной). Чтобы определить влияние подсказки, 60 участников с PD будут рандомизированы в одно из двух вмешательств с подсказкой: 1) персонализированная, поэтапно-синхронизированная тактильная подсказка и 2) тактильная подсказка с фиксированными интервалами в качестве активной контрольной группы. Вторичный анализ позволит выяснить, влияет ли когнитивная дисфункция на влияние сигналов на автоматизм походки. Кроме того, мы изучим возможность и потенциальные преимущества самостоятельного использования тактильных сигналов в течение недели в повседневной жизни для будущих клинических испытаний.