Movement disorders: 在帕金森病中,皮层脊髓的抑制作用逐渐消失

2022-09-26 神经新前沿 MedSci原创

准备性抑制在帕金森病中逐渐消失,与运动症状的恶化同步。

帕金森病(PD)的特点是病态的黑质神经变性,导致纹状体的多巴胺耗竭和皮质-基底神经节环路功能障碍。 这导致丘脑皮层对初级运动皮层(M1)的输出减少,自愿运动的准备和执行阶段被破坏,在临床上转化为运动迟缓等缺陷。 有趣的是,研究的进展表明,M1活动的改变和衍生的皮质脊髓运动投射直接导致了PD的病理生理学。 然而,这些内在的运动神经异常与运动障碍(如运动迟缓)到底有什么关系,仍然是一个争论不休的问题。 

图1: 论文封面图

在此,我们提出,这种运动迟缓可能与支持自主运动准备的皮质脊髓兴奋性的动态变化有关。 在健康参与者中使用单脉冲经颅磁刺激(TMS)在M1上的研究一再观察到运动准备期间运动诱发电位(MEPs)的振幅短暂下降,这表明在执行动作之前皮质脊髓束内兴奋性的矛盾抑制。 即使这种 "准备性抑制 "是高度可重复的,它的功能还没有被完全阐明。 最初,它只与行为抑制有关,但最近出现了一个新的假说,在此基础上,准备性抑制也可以以 "增益调节 "的方式促进运动释放和速度。 根据这一想法,更大的运动抑制可以提高对兴奋性输入的敏感性,增加控制即将到来的运动的神经元的信号-噪声比,有利于快速反应的执行。 因此,在健康人中,准备性抑制的强度与运动反应的速度相关:运动抑制越强,反应执行越快。 鉴于多巴胺在激活皮层间神经元和增加皮层区域的信噪比方面的作用,它似乎是这一机制的可能来源;它还被证明能增强纹状体和运动输出通路中的细胞的增益。

以前对PD的TMS研究已经发现了运动系统内的异常变化,包括M1抑制水平减弱,伴随着皮质脊髓输出的增加。 有趣的是,过去的一些研究结果表明,多巴胺能药物治疗可以使M1和皮质脊髓兴奋性的改变正常化,同时缓解运动迟缓症状;但是,多巴胺对运动兴奋性的影响还没有完全阐明,因为其他研究未能证明这种发现。 此外,有关PD的运动兴奋性的工作主要集中在休息时或简单的反应时间(RT)任务中的测量,而没有特别考虑完整运动准备的测量。

藉此,比利时Université catholique de Louvain的Wilhelm等人猜想:PD患者在运动准备过程中显示出缺乏皮质脊髓的抑制,这种缺陷可能有助于他们的运动缓慢。 此外,他们推测患者摄入多巴胺至少在一定程度上通过恢复准备性抑制来减少运动迟缓。 最后,鉴于多巴胺能神经变性随着病程的延长而增加,预计准备性抑制的缺陷会随着诊断后年限的增加而恶化。

为了解决这些预测,在PD患者和健康对照组(HCs)中,我们在指示的延迟选择RT任务期间,在M1上应用TMS,在不同的日子里进行两次测试;患者在不使用或使用多巴胺替代疗法(DRT)时进行测试。 神经生理学措施与任务行为和临床数据进行了交叉分析。

连续两天,29名PD患者(服药和不服药)和29名匹配的健康对照组(HCs)接受了经颅磁刺激,在目标手部肌肉中引起运动诱发电位(MEPs),同时他们或者处于休息状态,或者在指示-延迟选择反应时间任务中准备左手或右手的反应。通过表示运动准备期间相对于休息时的MEP振幅来评估准备性抑制。

图2:论文结果图

与HCs相反,PD患者在分析反应手的一侧时表现出缺乏准备性抑制,特别是当后者是受影响最严重的一侧。

这种缺陷并不依赖于多巴胺药物治疗,它随着病程的延长而增加,并与运动障碍协会统一帕金森病评定量表第三部分(总分和运动迟缓分数)所测量的运动障碍相关联。

准备性抑制在帕金森病中逐渐消失,与运动症状(包括运动迟缓)的恶化同步。这些结果表明,这种完整的运动准备标志物的改变确实可能导致运动迟缓,并支持将其用于未来对PD中M1改变和运动损伤之间关系的研究中。

 

原文出处:

Wilhelm E, Quoilin C, Derosiere G, Paço S, Jeanjean A, Duque J. Corticospinal Suppression Underlying Intact Movement Preparation Fades in Parkinson’s Disease. _Movement Disorders_. Published online September 19, 2022:mds.29214. doi:[10.1002/mds.29214](https://doi.org/10.1002/mds.29214)

作者:Freeman

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