Gesundheitstag Reporter
MONTAG, 12. September 2022 (HealthDay News) – Forscher glauben, herausgefunden zu haben, warum die Parkinson-Krankheit dazu führt, dass die Gliedmaßen einer Person so steif werden, dass sie sich manchmal wie eingefroren anfühlen können.
Mithilfe eines mit Sensoren ausgestatteten Roboterstuhls hat ein Forschungsteam die Aktivierung der Beinmuskulatur bei Parkinson-Patienten mit einer Gehirnregion, dem Nucleus subthalamicus, in Verbindung gebracht.
Dieser ovale Gehirnbereich ist an der Bewegungsregulierung beteiligt, und Daten des Stuhls zeigen, dass er laut einer am 7. September veröffentlichten Studie den Beginn, das Ende und die Größe der Beinbewegungen einer Person steuert Wissenschaft Translationale Medizin .
“Unsere Ergebnisse haben dazu beigetragen, deutliche Veränderungen in der Gehirnaktivität im Zusammenhang mit Beinbewegungen aufzudecken”, sagte der leitende Forscher Eduardo Martin Moraud, ein Junior-Hauptforscher an der Universität Lausanne in der Schweiz.
„Wir konnten bestätigen, dass die gleichen Modulationen der Kodierung von Gehzuständen – zum Beispiel Wechseln zwischen Stehen, Gehen, Drehen, Ausweichen vor Hindernissen oder Treppensteigen – und Gehdefiziten wie dem Einfrieren des Gangs zugrunde liegen“, sagte Moraud.
Die Parkinson-Krankheit ist eine degenerative Erkrankung des Nervensystems, die hauptsächlich die motorischen Funktionen des Körpers betrifft.
Laut der Parkinson-Stiftung haben Parkinson-Patienten Probleme, die Größe und Geschwindigkeit ihrer Bewegungen zu regulieren. Sie haben Mühe, Bewegungen zu starten oder zu stoppen, verschiedene Bewegungen zu verbinden, um eine Aufgabe wie das Aufstehen zu erledigen, oder eine Bewegung zu beenden, bevor sie mit der nächsten beginnen.
Der subthalamische Kern ist Teil der Basalganglien, eines Netzwerks von Gehirnstrukturen, von denen bekannt ist, dass sie mehrere Aspekte des motorischen Systems des Körpers steuern, sagte Dr. James Liao, ein Neurologe der Cleveland Clinic, der die Ergebnisse überprüfte.
“Diese Studie ist die erste, die überzeugend zeigt, dass die Basalganglien die Kraft der Beinbewegungen kontrollieren”, sagte Liao. “Die Bedeutung ist, dass dies eine Dysfunktion der Basalganglien mit dem schlurfenden Gangdefizit der Parkinson-Krankheit in Verbindung bringt.”
Um die Auswirkungen von Parkinson auf das Gehen zu untersuchen, bauten Forscher einen Roboterstuhl, in dem eine Person entweder freiwillig ihr Bein vom Knie ausstrecken konnte oder der Stuhl dies für sie tun konnte.
Die Forscher rekrutierten 18 Parkinson-Patienten mit schweren motorischen Schwankungen und Problemen mit ihrem Gang und ihrem Gleichgewicht. Jedem Patienten wurden Elektroden implantiert, die elektrische Signale von ihrem subthalamischen Nucleus verfolgen und auch eine tiefe Hirnstimulation für diese Gehirnregion bereitstellen konnten.
Impulse aus dem Nucleus subthalamicus wurden verfolgt, während die Patienten den Stuhl benutzten und später, wenn sie standen und gingen.
„Die Tatsache, dass all diese Gehaspekte in dieser Gehirnregion kodiert sind, lässt uns glauben, dass sie zur Gehfunktion und -störung beiträgt, was sie zu einer interessanten Region für Therapien und/oder zur Vorhersage von Problemen macht, bevor sie auftreten“, sagte Moraud. „Wir könnten dieses Verständnis nutzen, um Echtzeit-Decodierungsalgorithmen zu entwickeln, die diese Gehaspekte in Echtzeit vorhersagen können, indem sie nur Gehirnsignale verwenden.“
Tatsächlich haben die Forscher mehrere Computeralgorithmen entwickelt, die die Gehirnsignale eines regelmäßigen Schritts von denen unterscheiden, die bei Patienten mit Gehstörungen auftreten. Das Team konnte auch Gefrierepisoden bei Patienten identifizieren, als sie kurze Gehtests durchführten.
„Die Autoren zeigten, dass Phasen des Einfrierens des Gangs anhand der aufgezeichneten neuralen Aktivität vorhergesagt werden können“, sagte Liao. “Genaue Vorhersagen werden es ermöglichen, Algorithmen zu entwickeln, die sich ändern [deep brain stimulation] Verhaltensmuster als Reaktion auf Perioden des Einfrierens des Gangs, die Einfrieren-Episoden verkürzen oder sogar vollständig eliminieren.”
Moraud sagte, diese Ergebnisse könnten dazu beitragen, zukünftige Technologien zu informieren, die darauf abzielen, die Mobilität von Parkinson-Patienten zu verbessern.
„Es gibt große Hoffnungen, dass die nächste Generation von Therapien zur tiefen Hirnstimulation, die in einem geschlossenen Regelkreis arbeiten werden – was bedeutet, dass sie elektrische Stimulation auf intelligente und präzise Weise liefern, basierend auf dem Feedback dessen, was jeder Patient braucht – besser helfen kann Gang- und Gleichgewichtsstörungen zu lindern”, sagte Moraud.
„Closed-Loop-Protokolle sind jedoch von Signalen abhängig, die helfen können, die Stimulationsabgabe in Echtzeit zu steuern. Unsere Ergebnisse eröffnen solche Möglichkeiten“, fügte er hinzu.
Dr. Michael Okun, nationaler medizinischer Berater der Parkinson-Stiftung, stimmte zu.
„Das Verständnis der Gehirnnetzwerke, die dem Gehen bei der Parkinson-Krankheit zugrunde liegen, wird für die zukünftige Entwicklung von Therapeutika wichtig sein“, sagte Okun. „Die Schlüsselfrage für dieses Forschungsteam ist, ob die gesammelten Informationen ausreichen, um ein neuroprothetisches System anzutreiben, um die Gehfähigkeit von Parkinson zu verbessern.“
Mehr Informationen
Die Parkinson-Stiftung hat mehr über Geh- und Bewegungsschwierigkeiten im Zusammenhang mit Parkinson.
QUELLEN: Eduardo Martin Moraud, PhD, Junior Principal Investigator, Universität Lausanne, Schweiz; James Liao, MD, Neurologe, Cleveland Clinic; Michael Okun, MD, nationaler medizinischer Berater, Parkinson-Stiftung, New York City; Wissenschaft Translationale Medizin7. September 2022