研究帕金森病的抑制控制网络

运动障碍是全世界残疾的主要原因。 在美国，估计有超过 400 万人患有帕金森病 (PD)、特发性震颤 (ET) 和肌张力障碍，这些是最普遍的神经系统疾病之一。 其中，PD 最常见，主要特征为震颤、强直和运动迟缓。 然而，许多患者也有明显的非运动特征，包括抑郁和认知障碍，在处理速度、记忆力、注意力和学习方面存在缺陷。 最令人虚弱的认知缺陷之一是反应抑制 (RI)，或无法抑制习惯性行为。 PD 患者在 RI 方面有很大的困难，并报告其在限制他们的生活质量方面的重大贡献。 虽然一些研究表明多巴胺可以改善认知功能的这一方面，但许多患者仍然受到相当大的损害。

RI 在临床上以许多不同且重要的方式表现出来，包括心理灵活性、任务切换和注意力下降。 RI 也可能导致运动障碍，伴有步态功能障碍、跌倒和步态僵硬。 不幸的是，PD 和 RI 的这些特征没有得到很好的研究并且缺乏有效的治疗选择，因此需要研究新的治疗方法。 深部脑刺激 (DBS) 虽然是一种对运动表现非常有效的治疗方法，但对认知基本上无效，甚至会恶化认知，目前很少有研究调查不同的参数如何改善 NMS。 为了开始解决 PD 的这些衰弱特征，研究人员建议研究运动障碍患者的 RI，并将运动和认知与运动和反应抑制任务之前和期间的潜在神经电生理学相关联。

在常规 DBS 手术中，刺激电极是在清醒状态下借助术中记录植入的。 这些常规记录使神经学家和神经外科医生能够直接观察大脑中的神经元放电，识别特征模式以描绘解剖结构。 一旦到位，DBS 电极将使用已知在临床上对运动损伤有效的刺激参数进行测试。 这允许对治疗效果和副作用进行急性、术中测试，并提供有关一旦颅电极连接到电池并打开后患者将如何响应治疗的信息。

除了这种常规记录和刺激之外，这种设置还提供了一个独特的机会来研究神经电生理学，同时将增加的风险降到最低。 通过测量外层（皮质）以及 DBS 电极本身的大脑活动，当患者执行各种任务时，可以将行为功能与神经活动相关联。 我们的中心和其他几个中心已经制定了研究范例来实现这些目标，方法是在放置 DBS 导线之前在皮质上放置一个硬膜下条状电极。 这些条状电极位于大脑表面，几十年来一直用于执行癫痫发作映射，通常作为通过钻孔放置的电极阵列。 它们的使用最近才在 DBS 手术期间用于调查神经回路，但是，它们在这种特定环境中的安全性现在已经确定，并且它们的临时放置目前正在该机构的类似研究中进行。 然而，尽管之前的研究已将这些条带放置在前额叶区域，但该区域的绝大多数研究都集中在运动回路上，放置在感觉运动皮层上。 为了研究 NMS，条带将放置在前额叶皮层上，记录各种运动和认知任务以及不同刺激模式期间的记录。