Motor learning is independent of effects of subthalamic deep brain stimulation on motor execution.

Araştırma özeti

Kaynak özetin Türkçe makine çevirisi. Klinik kullanım öncesinde özgün yayınla karşılaştırılmalı; hekim incelemesi değildir. cc by

Motor öğrenme, pratik yoluyla performansta bir iyileşme olarak tanımlanır. Yeni motor becerileri öğrenme yeteneği, özellikle Parkinson hastalığı olan hastalarda zorlanabilir, bu hastalarda motor idam bradikinezi gibi hastalık tanımlayan motor semptomlardan zarar görür. Subtalamik derin beyin stimülasyonu, ileri Parkinson hastalığında etkili bir tedavidir ve Parkinson motor semptomları ve motor idamı üzerindeki yararlı etkileri yaygın olarak gösterilmiştir. Derin beyin stimülasyonunun motor yürütmenin modülasyonundan bağımsız olarak motor öğrenme ile doğrudan etkileşime girip girmediği hakkında çok daha az şey bilinmektedir. Parkinson hastalığı olan 19 hastada subtalamik derin beyin stimülasyonu ve 19 yaş uyumlu kontroller ile motor dizilim öğrenmesini araştırdık. Çapraz bir tasarımda, hastalar sırasıyla aktif ve inaktif uyarılma ile bir başlangıç motor dizisi antrenman seansı gerçekleştirdiler (deneyler 14 gün ile ayrıldı). Performans, 5 dakika sonra ve aktif stimülasyon ile 6 saat konsolidasyon aralığından sonra tekrar test edildi. Sağlıklı kontroller bir kez benzer bir deney yaptı. Nöral stimülasyonla ilgili motor öğrenme üzerindeki etkileri, normatif subtalamik derin beyin stimülasyonu fonksiyonel bağlantı profillerinin, eğitim sırasında performans kazanımlarındaki stimülasyonla ilgili farklılıklarla ilişkisini keşfederek daha da araştırdık. İlk eğitim sırasında derin beyin stimülasyonunun duraklatılması, davranışsal düzeyde öğrenmenin göstergesi olabilecek performans kazanımlarının inhibisyonuyla sonuçlandı. Görev performansı, aktif derin beyin stimülasyonu ile eğitim sırasında önemli ölçüde gelişti, ancak sağlıklı kontrollerin öğrenme dinamikleri seviyesine ulaşamadı. Önemli olarak, 6 h konsolidasyon aralığından sonraki görev performansı, Parkinson hastalığı olan hastalar arasında, ilk antrenman seansının aktif veya aktif olmayan derin beyin uyarımı ile yapılıp yapılmadığından bağımsız olarak benzerdi. Bu, erken öğrenme ve daha sonraki konsolidasyonun, inaktif derin beyin uyarımı ile eğitim sırasında motor yürütmenin ciddi bozulmalarına rağmen nispeten sağlam olduğunu göstermektedir. Normatif bağlantı analizleri, birkaç kortikal alanla derin beyin stimülasyonu tarafından aktive edilen doku hacimlerinin makul ve önemli bir şekilde bağlandığını ortaya koydu. Bununla birlikte, belirli bir bağlantı profili, ilk eğitim sırasında öğrenmede uyarılmaya bağlı farklılıklarla ilişkili değildi. Sonuçlarımız, Parkinson hastalığında motor öğrenmenin subtalamik derin beyin stimülasyonu ile motor yürütmenin modülasyonundan bağımsız olduğunu göstermektedir. Bu, subtalamik çekirdeğin genel motor yürütmenin düzenlenmesinde önemli bir rol oynadığını gösterirken, motor öğrenmedeki rolü ihmal edilebilir görünmektedir. Daha uzun vadeli sonuçlar ilk antrenman sırasında performans kazanımlarından bağımsız olduğu için, Parkinson hastalığı olan hastaların yeni motor becerileri uygulamak için optimal bir motor durumu beklemeleri gerekmeyebilir.

Özgün kaynak özetini okuyun

Motor learning is defined as an improvement in performance through practice. The ability to learn new motor skills may be particularly challenged in patients with Parkinson's disease, in whom motor execution is impaired by the disease-defining motor symptoms such as bradykinesia. Subthalamic deep brain stimulation is an effective treatment in advanced Parkinson's disease, and its beneficial effects on Parkinsonian motor symptoms and motor execution have been widely demonstrated. Much less is known about whether deep brain stimulation directly interacts with motor learning independent of modulation of motor execution. We investigated motor sequence learning in 19 patients with Parkinson's disease treated with subthalamic deep brain stimulation and 19 age-matched controls. In a cross-over design, patients performed an initial motor sequence training session with active and inactive stimulation, respectively (experiments separated by ≥14 days). Performance was retested after 5 min and after a 6 h consolidation interval with active stimulation. Healthy controls performed a similar experiment once. We further investigated neural correlates underlying stimulation-related effects on motor learning by exploring the association of normative subthalamic deep brain stimulation functional connectivity profiles with stimulation-related differences in performance gains during training. Pausing deep brain stimulation during initial training resulted in the inhibition of performance gains that could have been indicative of learning at the behavioural level. Task performance improved significantly during training with active deep brain stimulation, but did not reach the level of learning dynamics of healthy controls. Importantly, task performance after the 6 h consolidation interval was similar across patients with Parkinson's disease independent of whether the initial training session had been performed with active or inactive deep brain stimulation. This indicates that early learning and subsequent consolidation were relatively intact despite severe impairments of motor execution during training with inactive deep brain stimulation. Normative connectivity analyses revealed plausible and significant connectivity of volumes of tissue activated by deep brain stimulation with several cortical areas. However, no specific connectivity profiles were associated with stimulation-dependent differences in learning during initial training. Our results show that motor learning in Parkinson's disease is independent of modulation of motor execution by subthalamic deep brain stimulation. This indicates an important role of the subthalamic nucleus in regulating general motor execution, whereas its role in motor learning appears negligible. Because longer-term outcomes were independent of performance gains during initial training, patients with Parkinson's disease may not need to wait for an optimal motor state to practice new motor skills.

Bilimsel değerlendirme

Araştırma sorusu

Sorunun kapsamı orijinal çalışma üzerinden değerlendirilir.

Yöntem ve örneklem

Çalışma tasarımı ve örneklem için kaynak makaleyi kontrol edin.

Temel bulgular

Bu kayıt için editoryal olarak onaylanmış bulgu özeti henüz yayımlanmadı.

Sınırlılıklar

Sonuçların genellenebilirliği, yanlılık ve klinik anlamı ayrıca incelenmelidir.

Bibliyografik veriden yöntem, örneklem veya klinik sonuç çıkarımı yapılmaz.