研究揭示了帕金森氏症患者“冻结”步态的原因
研究人员认为,他们已经找到了帕金森氏症导致患者四肢僵硬的原因,有时他们会感到僵硬。
一个研究小组使用装有传感器的机器人椅子,将帕金森患者腿部肌肉的激活与大脑中一个叫做丘脑核.
根据9月7日发表在《纽约时报》上的一项研究,这个椭圆形的大脑区域与运动调节有关,来自椅子的数据显示,它控制着一个人腿部运动的开始、结束和大小科学转化医学.
“我们的研究结果有助于发现大脑的活动瑞士洛桑大学初级首席研究员、高级研究员爱德华多·马丁·莫罗说。
Moraud说:“我们可以证实,同样的调制也存在于走路状态的编码中,例如站立、行走、转弯、避开障碍物或爬楼梯之间的变化,以及步态僵硬等走路缺陷。”
帕金森病是一种神经系统的退行性疾病,主要影响身体的运动功能。
根据帕金森氏症基金会的说法,帕金森氏症患者在调节动作的大小和速度方面存在困难。他们很难开始或停止动作,连接不同的动作来完成一个任务,比如站起来,或者在开始下一个动作之前完成一个动作。
丘脑下核是脑基底神经节克利夫兰诊所(Cleveland Clinic)的神经学家詹姆斯·廖(James Liao)博士说,这是一个已知控制身体运动系统多个方面的大脑结构网络研究结果.
“这项研究首次令人信服地证明了基底神经节控制活力腿部运动”,廖说。“其意义在于,这与大脑功能障碍有关基底神经节与帕金森病的拖步步态障碍有关。”
为了研究帕金森氏症对行走的影响,研究人员制造了一个机器人椅子,坐在这个椅子上的人要么自愿将腿从膝盖上伸出来,要么椅子就可以为他们做这件事。
研究人员招募了18名帕金森患者,他们有严重的运动波动和行走步态和平衡问题。每个病人都被植入了可以追踪的电极电信号从他们的丘脑下核也提供脑深部电刺激到那个大脑区域。
脉冲来自于丘脑核追踪病人使用轮椅的过程以及他们站立和行走的过程。
莫罗说:“事实上,所有这些步行方面都在大脑的那个区域编码,这使我们相信它有助于步行功能和功能障碍,因此使它成为治疗和/或在问题出现之前预测问题的一个有趣的区域。”“我们可以利用这种理解来设计实时解码算法,只使用大脑信号就可以实时预测走路的方向。”
事实上,研究人员确实创建了几个计算机算法,将正常步幅的大脑信号与步态受损患者的大脑信号区分开来。在进行短时间行走测试时,该团队还可以识别患者的冰冻发作。
廖说:“作者证明了步态冻结的周期可以从记录的神经活动中预测。”“准确的预测将使算法得以开发,以改变(深度脑刺激)模式,以应对步态冻结期,缩短甚至完全消除冻结期。”
莫罗说,这些发现有助于为未来旨在改善帕金森患者活动能力的技术提供信息。
“人们对下一代寄予厚望深部脑刺激疗法这意味着它们将在闭环中运行——这意味着它们将交付电刺激以一种聪明而精确的方式,基于每个患者的需求反馈,可能有助于更好地缓解步态和平衡缺陷,”Moraud说。
“然而,闭环协议取决于能够帮助控制实时增产的信号。我们的研究结果开启了这种可能性。”
帕金森氏症基金会的国家医学顾问迈克尔·奥肯博士对此表示赞同。
奥肯说:“了解帕金森病患者行走的大脑网络对未来治疗的发展很重要。”“这个研究团队的关键问题是,他们收集到的信息是否足以驱动神经假肢系统改善帕金森患者的行走能力。”
进一步探索
Yohann Thenaisie等人,帕金森病患者丘脑下核的步态编码原理,科学转化医学(2022)。DOI: 10.1126 / scitranslmed.abo1800
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