Onderzoek onthult oorzaak van 'bevriezend' lopen bij Parkinson

Door Dennis Thompson

HealthDay Reporter

MONDAY, 12 Sept. 2022 (HealthDay News) -- Onderzoekers denken te weten waarom de ziekte van Parkinson ervoor zorgt dat iemands ledematen zo stijf worden dat ze soms bevroren aanvoelen.

Met behulp van een robotstoel met sensoren heeft een onderzoeksteam de activering van beenspieren bij Parkinson-patiënten gekoppeld aan een gebied in de hersenen dat de nucleus subthalamicus wordt genoemd.

Dit ovaalvormige hersengebied is betrokken bij bewegingsregulatie, en uit gegevens van de stoel blijkt dat het het begin, het einde en de omvang van iemands beenbewegingen regelt, volgens onderzoek dat 7 september is gepubliceerd in Science Translational Medicine .

"Onze resultaten hebben duidelijke veranderingen in hersenactiviteit met betrekking tot beenbewegingen aan het licht gebracht," zei senior onderzoeker Eduardo Martin Moraud, een junior hoofdonderzoeker aan de Universiteit van Lausanne in Zwitserland.

"We konden bevestigen dat dezelfde modulaties ten grondslag liggen aan de codering van looptoestanden - bijvoorbeeld veranderingen tussen staan, lopen, draaien, vermijden van obstakels of traplopen - en looptekorten zoals het bevriezen van de gang", aldus Moraud.

De ziekte van Parkinson is een degeneratieve aandoening van het zenuwstelsel die vooral de motorische functies van het lichaam aantast.

Volgens de Parkinson Stichting hebben Parkinson patiënten problemen met het reguleren van de omvang en snelheid van hun bewegingen. Ze hebben moeite met het starten of stoppen van bewegingen, het koppelen van verschillende bewegingen om een taak zoals opstaan te volbrengen, of het afmaken van een beweging voordat ze aan de volgende beginnen.

De nucleus subthalamicus maakt deel uit van de basale ganglia, een netwerk van hersenstructuren waarvan bekend is dat het verschillende aspecten van het motorische systeem van het lichaam controleert, zei Dr. James Liao, een neuroloog van de Cleveland Clinic die de bevindingen beoordeelde.

"Deze studie is de eerste die overtuigend aantoont dat de basale ganglia de kracht van beenbewegingen controleren," zei Liao. "Het belang is dat dit een verband legt tussen disfunctie van de basale ganglia en de schuifelende gang bij de ziekte van Parkinson."

Om het effect van Parkinson op het lopen te onderzoeken, bouwden onderzoekers een robotstoel waarin iemand vrijwillig zijn been vanaf de knie kon strekken of de stoel dat voor hem kon doen.

De onderzoekers rekruteerden 18 Parkinson-patiënten met ernstige motorische schommelingen en problemen met hun looppatroon en hun evenwicht. Elke patiënt werd geïmplanteerd met elektroden die de elektrische signalen van hun nucleus subthalamicus konden volgen en ook diepe hersenstimulatie aan dat hersengebied konden geven.

Impulsen uit de nucleus subthalamicus werden gevolgd terwijl de patiënten de stoel gebruikten en later toen ze stonden en liepen.

"Het feit dat al deze loopaspecten in dat hersengebied zijn gecodeerd, doet ons geloven dat het bijdraagt aan de loopfunctie en disfunctie, waardoor het een interessant gebied is voor therapieën en/of voor het voorspellen van problemen voordat ze zich voordoen," zei Moraud. "We zouden dat inzicht kunnen gebruiken om real-time decoderingsalgoritmen te ontwerpen die die loopaspecten in real-time kunnen voorspellen, met alleen hersensignalen."

De onderzoekers creëerden inderdaad verschillende computeralgoritmen die een onderscheid maakten tussen de hersensignalen van een regelmatige pas en die van patiënten met een gestoorde gang. Het team kon ook bevriezingsperioden identificeren bij patiënten die korte looptests uitvoerden.

"De auteurs toonden aan dat perioden van bevriezing van het lopen kunnen worden voorspeld op basis van opgenomen neurale activiteit," zei Liao. "Met nauwkeurige voorspellingen kunnen algoritmen worden ontwikkeld om [diepe hersenstimulatie] patronen te veranderen in reactie op perioden van bevriezing, waardoor bevriezingsperioden kunnen worden verkort of zelfs volledig geëlimineerd."

Moraud zei dat deze bevindingen kunnen bijdragen aan toekomstige technologieën om de mobiliteit van Parkinson-patiënten te verbeteren.

"Er is grote hoop dat de volgende generatie diepe hersenstimulatietherapieën, die in een gesloten lus zullen werken - wat betekent dat ze elektrische stimulatie op een slimme en precieze manier zullen toedienen, gebaseerd op feedback van wat elke patiënt nodig heeft - kan helpen om loop- en evenwichtstekorten beter te verlichten," zei Moraud.

"Gesloten-loopprotocollen zijn echter afhankelijk van signalen die kunnen helpen om de toediening van stimulatie in real-time te controleren. Onze resultaten openen dergelijke mogelijkheden," voegde hij eraan toe.

Dr. Michael Okun, nationaal medisch adviseur van de Parkinson Stichting, was het daarmee eens.

"Inzicht in de hersennetwerken die ten grondslag liggen aan het lopen bij de ziekte van Parkinson zal belangrijk zijn voor de toekomstige ontwikkeling van therapeutica," zei Okun. "De hamvraag voor dit onderzoeksteam is of de informatie die zij hebben verzameld voldoende is om een neuroprothetisch systeem aan te sturen om het lopen bij Parkinson te verbeteren."

Meer informatie

De Parkinson Stichting heeft meer over lopen en bewegingsproblemen die samenhangen met Parkinson.