Die tief im Hirn verborgene Aktivität bei Parkinson-Krankheit erforschen
Die Parkinson-Krankheit ist mit einem Absterben der dopaminproduzierenden Nervenzellen in der Substantia Nigra verbunden, einer Struktur im Gehirn, die Bewegungen zu kontrollieren hilft. Von der Parkinson-Krankheit Betroffene leiden unter motorischen Symptomen wie Zittern, Steifheit sowie Gangstörungen. Es mehren sich die Hinweise auf die Implikation von zwei weiteren, tief im Hirn liegenden Strukturen, der mesenzephalen lokomotorischen Region (MLR) und des Nucleus subthalamicus, in Bezug auf Gangstörungen und Probleme mit Stürzen bei an Parkinson Erkrankten. Der Nucleus subthalamicus ist ein wichtiger Kern der Basalganglien, der an der Bewegungsregulation beteiligt ist. Pathologische Aktivität in dieser Struktur zeigt sich darin, dass motorische Symptome sowie abnormaler Gang und posturale Instabilität bei den Parkinson-Patientinnen und -Patienten auftreten. Gleichzeitig kann eine anormale Aktivität in der mesenzephalen lokomotorischen Region zu Schwierigkeiten beim Beginnen und Beibehalten des Gehens führen.
Einblick in die Aktivität tief im Gehirn bei Parkinson-Krankheit
Das Hauptziel des Projekts LINKERS lautete, die Anomalien der tief im Hirn stattfindenden Aktivität besser zu charakterisieren, die einige der Gangstörungen und/oder die Sturzproblematik bei Parkinson erklären könnten. Die Forschung wurde mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen durchgeführt und konzentrierte sich auf die mesenzephale lokomotorische Region und den Nucleus subthalamicus. Die Forschenden zeichneten die Aktivität dieser tief im Hirn liegenden Strukturen bei an der Parkinson-Krankheit Erkrankten auf, die sich einem chirurgischen Eingriff zur tiefen Hirnstimulation unterzogen hatten, einem Verfahren, bei dem Elektroden gezielt in einen bestimmten Teil des Gehirns implantiert und dann elektrische Impulse abgegeben werden. Die Elektroden wurden bei diesen Personen in der mesenzephalen lokomotorischen Region oder im Nucleus subthalamicus implantiert. Die Patientinnen und Patienten wurden gebeten, auf einer instrumentierten Gangplattform zu gehen, wodurch neurophysiologische und biomechanische Daten gesammelt werden konnten. Außerdem wurde die Beinmuskelaktivität aufgezeichnet, um die Beziehung zwischen Gehirnaktivität und Muskelaktivität zu untersuchen. „Wir konnten eine zeitliche und räumliche Beziehung zwischen dem Beginn des Gehens und der Aktivität in der mesenzephalen lokomotorischen Region oder im Nucleus subthalamicus nachweisen“, legt Marie-Skłodowska-Curie-Forschungsstipendiat Yannick Mullie dar. Eine Verringerung der spezifischen Gehirnaktivität im Nucleus subthalamicus war mit der Fähigkeit verbunden, große Schritte machen oder schnell gehen zu können. Zudem zeigten die Betroffenen, bei denen eine motorische Blockade oder eine Gangstörung auftrat, eine zunehmende Gehirnaktivität mit einer anderen Frequenz. Eine höhere Gehirnaktivität war auch in der mesenzephalen lokomotorischen Region dieser Personen ersichtlich.
Neurale Aktivität bei Gangstörungen
Gangstörungen sind ein schwierig zu handhabendes Symptom und beeinträchtigen die Lebensqualität der Menschen mit Parkinson erheblich. Sie sind gekennzeichnet durch eine plötzliche und vorübergehende Unfähigkeit, trotz der Absicht, sich zu bewegen, losgehen oder weiterlaufen zu können. Die wissenschaftliche Forschung verfolgte nun das Ziel, die veränderte Gehirnaktivität zu verstehen, die während und vor dem Auftreten dieser Blockade zu erfassen ist. Dazu zeichnete das Team während der mit Gangstörungen einhergehenden Episoden die Aktivität in der mesenzephalen lokomotorischen Region oder im Nucleus subthalamicus auf. Auch wenn kein klares neuronales Muster erkennbar war, trat zu Beginn der Störung eine Zunahme der spezifischen Gehirnaktivität im Nucleus subthalamicus bestimmter Personen auf. Insgesamt weisen die Ergebnisse von LINKERS auf das Vorhandensein eines funktionellen Netzwerks aus der mesenzephalen lokomotorischen Region oder dem Nucleus subthalamicus hin, das die Fortbewegung und das Gangbild beim Menschen prägt. Dieser Fakt dient als Grundlage der Entwicklung von Mustern für die tiefe Hirnstimulation, die auf die Bedürfnisse der betroffenen Person und in Übereinstimmung mit spezifischen Geh- und/oder Gleichgewichtsstörungen zugeschnitten sind. Mullie dazu: „Im nächsten Schritt wird die Beinmuskelaktivität mit der neuralen Aktivität korreliert, um eine adaptive Stimulation zu realisieren, welche die Lebensqualität der von Parkinson Betroffenen verbessern wird.“
Schlüsselbegriffe
LINKERS, Parkinson-Krankheit, Gangstörung, Nucleus subthalamicus, mesenzephale lokomotorische Region, MLR, Tiefe Hirnstimulation
