Dokument: Kortikale Oszillationen bei Parkinson Patienten mit Freezing of Gait

Titel:Kortikale Oszillationen bei Parkinson Patienten mit Freezing of Gait
Weiterer Titel:Cortical Oscillations underlying Bicycling and Walking in Patients with Parkinson’s Disease and Freezing of Gait
URL für Lesezeichen:https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=53193
URN (NBN):urn:nbn:de:hbz:061-20200512-110540-9
Kollektion:Dissertationen
Sprache:Deutsch
Dokumententyp:Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:Text
Autor: Arens, Julia [Autor]
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Dateien vom 08.05.2020 / geändert 08.05.2020
Beitragende:PD Dr. med. Butz, Markus [Gutachter]
Prof. Dr. med. Seitz, Rüdiger J. [Gutachter]
Stichwörter:Freezing of Gait, Parkinson, kortikale Oszillationen
Dewey Dezimal-Klassifikation:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:Beim Morbus Parkinson kommt es aufgrund degenerativer Prozesse in den Basalganglien zu einer gestörten Interaktion kortikaler und subkortikaler Areale. Dies führt zu den Kardinalsymptomen Rigor, Tremor und Akinese. Zu den akinetischen Symptomen zählt zudem auch das sog. „Freezing of Gait“ (FOG), welches durch ein plötzliches Einfrieren von Bewegungen charakterisiert ist. Dieses wenig verstandene Phänomen ist mit pathologischer oszillatorischer Aktivität assoziiert. So zeigten sehr aktuelle Ergebnisse eine für Freezing spezifische oszillatorische Aktivität um 18 Hz im Nucleus subthalamicus von Patienten mit FOG. Daneben können Patienten, die bereits erheblich gangbeeinträchtigt sind, interessanterweise oft noch problemlos Fahrrad fahren. Ziel dieser Dissertation war es, die kortikale oszillatorische Aktivität bei Patienten mit und ohne FOG beim Fahrradfahren bzw. Gehen zu untersuchen.
Mit Hilfe der Elektroenzephalographie (EEG) wurde die Gehirnaktivität bei 20 Parkinsonpatienten mit FOG, 13 Patienten ohne FOG und 16 gesunden Kontrollen während Bewegungsinitiierung, während Drehbewegungen auf der Stelle sowie bei Bewegungsende aufgezeichnet. Kortikale Aktivität beim Fahrradfahren wurde dabei auf einem befestigten Ergometer gemessen. Der Fokus der Analyse lag auf dem motorischen Kortex und dem sog. Beta Band, welches die oszillatorische Aktivität zwischen 13 – 35 Hz umfasst.
Es konnte gezeigt werden, dass sowohl Fahrradfahren als auch Gehen mit einer Unterdrückung oszillatorischer Aktivität im Beta Band einhergehen, die beim Fahrradfahren stärker ausgeprägt ist. Dies könnte durch die Kontinuität der Bewegung erklärt sein. Darüber hinaus konnten keine Unterschiede kortikaler oszillatorischer Aktivität zwischen Patienten mit und ohne FOG gefunden werden.
Diese Befunde legen den Schluss nahe, dass die pathologischen Oszillationen bei FOG nicht im motorischen Kortex generiert werden, sondern ein subkortikales Störsignal darstellen. Demnach resultiert eine erhöhte kognitive Belastung beim Gehen in einer erhöhten Aktivität in den Basalganglien, welche dann in einer Überbelastung und einem plötzlichen Einfrieren in der Bewegung endet. Dennoch kann davon ausgegangen werden, dass FOG eine Dysfunktion im Zusammenspiel verschiedener kortikaler und subkortikaler Areale darstellt.

In Parkinson’s disease (PD) a degenerative process in the basal ganglia (BG) leads to an impaired interaction between subcortical and cortical brain areas resulting in rigor, tremor, and akinesia. An akinetic symptom appearing in advanced stages of PD is Freezing of Gait (FOG), which is characterized by a sudden inability of movement initiation. The underlying pathophysiology, however, remains unknown, but FOG is thought to be associated with synchronized cortical and subcortical oscillatory activity. Interestingly, the ability to ride a bicycle is often preserved in patients with FOG. A recent study demonstrated that the oscillatory activity within the subthalamic nucleus differs between patients with and without FOG, as patients with FOG present an increase of oscillatory activity at 18 Hz.
The aim of the present thesis was to compare cortical oscillatory activity of PD patients with and without FOG using electroencephalogram (EEG). In particular, it was tried to elucidate the role of the motor cortices in the generation of the symptom. Of special interest was to investigate, if a movement related oscillatory signal, comparable to the reported subcortical signal at 18 Hz, exists.
Brain activity of 20 PD patients with FOG, 13 patients without FOG and 16 healthy controls was recorded during bicycling and walking initiation and termination. The bicycling condition was assessed on a Dutch-style bicycle on an ergometer. The main focus of the analyses lied on the beta band comprising oscillatory activity between 13 and 35 Hz.
Bicycling and walking were both associated with a suppression of oscillatory activity in the beta band, which was stronger for bicycling than for walking. This might result from the continuity of the movement. Walking requires a higher cognitive load than bicycling, which leads to excessive activity in the BG, and therefore might result in freezing episodes. Interestingly, there were no cortical differences between patients with and without FOG observable. This was even true for periods of active freezing.
These findings suggest that the pathological signal causing FOG does not evolve from the primary motor cortices.
Fachbereich / Einrichtung:Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Medizinische Psychologie
Dokument erstellt am:12.05.2020
Dateien geändert am:12.05.2020
Promotionsantrag am:01.10.2019
Datum der Promotion:07.05.2020
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