Badania odkrywają przyczynę "zamrożonego" chodu w chorobie Parkinsona

Dennis Thompson

Reporter HealthDay

MONDAY, Sept. 12, 2022 (HealthDay News) -- Naukowcy uważają, że odkryli dlaczego choroba Parkinsona powoduje, że kończyny osoby stają się tak sztywne, że czasami mogą czuć się zamrożone w miejscu.

Używając zrobotyzowanego krzesła wyposażonego w czujniki, zespół badawczy powiązał aktywację mięśni nóg u pacjentów z chorobą Parkinsona z regionem mózgu zwanym jądrem podwzgórzowym.

Ten owalny obszar mózgu jest zaangażowany w regulację ruchu, a dane z krzesła pokazują, że kontroluje początek, koniec i wielkość ruchów nóg danej osoby, zgodnie z badaniami opublikowanymi 7 września w Science Translational Medicine .

"Nasze wyniki pomogły odkryć wyraźne zmiany w aktywności mózgu związane z ruchami nóg", powiedział starszy badacz Eduardo Martin Moraud, młodszy główny badacz na Uniwersytecie w Lozannie w Szwajcarii.

"Mogliśmy potwierdzić, że te same modulacje leżą u podstaw kodowania stanów chodu -- na przykład zmian między staniem, chodzeniem, skręcaniem, unikaniem przeszkód lub wchodzeniem po schodach -- oraz deficytów w chodzeniu, takich jak zamrożenie chodu" - powiedział Moraud.

Choroba Parkinsona jest zwyrodnieniowym zaburzeniem układu nerwowego, które przede wszystkim wpływa na funkcje motoryczne organizmu.

Według Fundacji Parkinsona pacjenci mają problemy z regulacją wielkości i szybkości swoich ruchów. Zmagają się z rozpoczęciem lub zatrzymaniem ruchów, łączą różne ruchy w celu wykonania zadania, takiego jak wstawanie, lub kończą jeden ruch przed rozpoczęciem następnego.

Jądro podwzgórzowe jest częścią zwojów podstawy, sieci struktur mózgowych znanych do kontroli kilku aspektów ciała systemu motorycznego, powiedział dr James Liao, neurolog z Cleveland Clinic, który przeglądał ustalenia.

"To badanie jest pierwszym, które przekonująco pokazuje, że zwoje podstawy kontrolują wigor ruchów nóg", powiedział Liao. "Znaczenie ma fakt, że łączy to dysfunkcję zwojów podstawnych z deficytem chodu tasującego w chorobie Parkinsona".

Aby zbadać wpływ Parkinsona na chodzenie, naukowcy zbudowali zrobotyzowane krzesło, w którym osoba mogła dobrowolnie wyciągnąć nogę z kolana lub krzesło mogło zrobić to za nią.

Naukowcy zrekrutowali 18 pacjentów z Parkinsonem, którzy mieli poważne wahania motoryczne oraz problemy z chodem i równowagą. Każdemu z pacjentów wszczepiono elektrody, które mogły śledzić sygnały elektryczne z ich jądra podwzgórzowego, a także zapewnić głęboką stymulację tego regionu mózgu.

Impulsy pochodzące z jądra podwzgórzowego były śledzone, gdy pacjenci korzystali z krzesła, a później, gdy stali i chodzili.

"Fakt, że wszystkie te aspekty chodzenia są zakodowane w tym regionie mózgu, pozwala nam wierzyć, że przyczynia się on do funkcji i dysfunkcji chodzenia, czyniąc go tym samym interesującym regionem dla terapii i/lub przewidywania problemów zanim się pojawią" - powiedział Moraud. "Moglibyśmy wykorzystać to zrozumienie, aby zaprojektować algorytmy dekodowania w czasie rzeczywistym, które mogą przewidzieć te aspekty chodzenia w czasie rzeczywistym, używając tylko sygnałów mózgowych".

W rzeczywistości, badacze stworzyli kilka algorytmów komputerowych, które odróżniały sygnały mózgowe z regularnego kroku od tych, które występują u pacjentów z zaburzonym chodem. Zespół mógł również zidentyfikować epizody zamrożenia u pacjentów, gdy wykonywali oni krótkie testy chodu.

"Autorzy wykazali, że okresy zamrożenia chodu mogą być przewidywane na podstawie zarejestrowanej aktywności neuronalnej" - powiedział Liao. "Dokładne przewidywanie pozwoli na opracowanie algorytmów, które pozwolą na zmianę wzorców [głębokiej stymulacji mózgu] w odpowiedzi na okresy zamrożenia chodu, skracając lub nawet całkowicie eliminując epizody zamrożenia".

Moraud powiedział, że te odkrycia mogą pomóc w informowaniu przyszłych technologii mających na celu poprawę mobilności pacjentów z chorobą Parkinsona.

"Istnieją duże nadzieje, że następna generacja terapii głębokiej stymulacji mózgu, która będzie działać w zamkniętej pętli -- co oznacza, że będzie dostarczać stymulację elektryczną w inteligentny i precyzyjny sposób, w oparciu o informacje zwrotne o tym, czego potrzebuje każdy pacjent -- może pomóc lepiej złagodzić deficyty chodu i równowagi" - powiedział Moraud.

"Jednak protokoły zamkniętej pętli są uwarunkowane sygnałami, które mogą pomóc kontrolować dostarczanie stymulacji w czasie rzeczywistym. Nasze wyniki otwierają takie możliwości" - dodał.

Dr Michael Okun, krajowy doradca medyczny Fundacji Parkinsona, zgodził się.

"Zrozumienie sieci mózgowych leżących u podstaw chodzenia w chorobie Parkinsona będzie ważne dla przyszłego rozwoju terapii" - powiedział Okun. "Kluczowym pytaniem dla tego zespołu badawczego jest to, czy zebrane przez nich informacje są wystarczające do napędzania systemu neuroprotetycznego w celu poprawy zdolności chodzenia w chorobie Parkinsona".

Więcej informacji

Fundacja Parkinsona ma więcej na temat chodzenia i trudności ruchowych związanych z chorobą Parkinsona.