The role of awareness and attention during functional motor acts in Parkinson`s disease
Final Report Abstract
Ziel dieses geförderten Projektes war es, die (Patho-)Physiologie sensomotorischer Integrationsprozesse und deren Modulation durch die Tiefenhirnstimulation des Nucleus subthalamicus (STN-DBS) bei Patienten mit Morbus Parkinson zu charakterisieren. Hierzu wurden verschiedene Techniken, wie die kinematische Bewegungsanalyse, Griffkraftmessung, Metakontrastmaskierung und die funktionelle Bildgebung angewandt. Dadurch konnte zum ersten Mal ein Einfluss der STN-DBS auf die oft unbewusst ablaufende Kontrolle vegetativer Funktionen bei Parkinson- Patienten nachgewiesen werden. Interessanterweise wurden dabei ähnliche kortikale Strukturen (medialer und lateraler frontaler Kortex) aktiviert, wie sie auch bei der kortikalen Kontrolle von sensomotorischen Funktionen, z.B. im Rahmen von Willkürbewegungen, beteiligt sind. Zudem konnte mit Hilfe der funktionellen Bildgebung eine Modulation der neuronalen Mechanismen der sensorischen Vorverarbeitung ("sensory gating") durch die STN-DBS aufgezeigt werden. Diese grundlegenden Ergebnisse beschreiben wichtige physiologische Interaktionsmuster zwischen Basalganglien und Kortex, deren Beeinträchtigung durch die Parkinsonsche Erkrankung und schließlich deren therapeutische Modulation durch die STN-DBS. Erstaunlicherweise zeigte sich bei der Untersuchung von funktioneilen Greifbewegungen, dass die ansonsten so eindrucksvoll wirksame STN-DBS zu keiner Veränderung der bei Parkinson-Patienten überschießenden Griffkräfte bewirkte. Durch den Einsatz unbewusst wahrgenommener Hinweisreize konnte aber die Anpassung der Griffkräfte an veränderte Objekteigenschaften (d.h. geringeres Gewicht) bei Patienten mit Morbus Parkinson verbessert werden. Schließlich fanden wir ein differentielles Defizit der Parkinson-Patienten in der Anpassung der proximalen Greifkomponente, das auch durch unbewusst wahrgenommene Hinweisreize nicht beeinflusst werden konnte. Diese Befunde aus den Untersuchungen der bewusst oder unbewusst gesteuerten Willkürmotorik entsprechen der neuro-anatomisch funktioneilen Organisation der Basalganglien und bestätigen die zu diesem Projekt führende Hypothese einer direkten Beeinflussung der sensomotorischen Integrationsprozesse durch unbewusst wahrgenommene Informationen. Zusammengenommen bedeuten die Ergebnisse dieses Projektes einen wichtigen Fortschritt zum Verständnis der Physiologie der Basalganglien im Allgemeinen und der Pathophysiologie des Morbus Parkinson im speziellen.
Publications
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Fellows,S.J., Kronenbuerger,M., Allert.N., Coenen,V.A., Fromm,C., Noth,J., and Weiss,P.M. 2006. The effect of subthalamic nucleus deep brain stimulation on precision grip abnormalities in Parkinson's disease. Parkinsonism and Related Disorders 12: 149-154.
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Herzog,J., Weiss,P.H., Assmus,A., Wefer,B., Seif,C., Braun.P.M., Herzog,H., Volkmann,J., Deuschl.G., and Fink,G.R. 2006. Subthalamic stimulation modulates cortical control of urinary bladder in Parkinson's disease. Brain 129: 3366-3375.
