Addressing Brain Circuit Dysfunction Underlying DBS-Induced Parkinsonism
2023
Online
unknown
Zugriff:
Deep brain stimulation (DBS) of the globus pallidus internus (GPi) is an effective treatment for dystonia, a medical condition characterized by involuntary muscle contractions and postures. However, GPi-DBS may lead to stimulation-related side effects, such as parkinsonism. This dissertation aims to clarify the neural circuits underlying this effect, providing data to inform its optimal management while contributing to the understanding of parkinsonism as a symptom in other movement disorders. This work involved the collection of clinical and imaging data from 32 patients with dystonia undergoing GPi-DBS, 6 (18.75%) of whom developed parkinsonism. Electrode locations, reconstructed from neuroimaging, were used to create patientspecific volumes of tissue activated (VTAs), according to stimulation parameters. A voxelby- voxel comparison revealed a cluster of voxels that were significantly more present in VTAs from patients with stimulation-induced parkinsonism than those from patients without this side effect. Also, patients that developed parkinsonism had higherVTAinside the GPi (P=0.005). Furthermore, significant differenceswere foundin analyses of functional connectivity, obtained through a resting-state normative cohort. Connectivity between the DBS site and the whole brain showed that parkinsonic VTAs had preferential connectivity to regions related to cognition, while the others exhibited stronger connectivity to motorrelated areas. Moreover, functional connectivity to specific regions implicated in previous parkinsonism studies, such as the striatum, claustrum and precentral gyrus, revealed significant differences. Patients with parkinsonism had reduced connectivity between the VTA and these regions, in comparison to those without the side effect. Such differences were not observed for control areas and connectivity valueswere able to accurately predict the outcome of parkinsonism after stimulation reprogramming. These results suggest that connectivity-based tools could help further understand the pathophysiology of parkinsonism, guide the selection of DBS parameters, and help uncover new targets for other neuromodulation techniques.
A estimulação cerebral profunda (ECP) no globus pallidus interno (GPi) constitui um tratamento eficaz para a distonia, um condição caracterizada por contrações musculares involuntárias. No entanto, esta terapia pode causar reações adversas debilitantes, tais como parkinsonismo. Esta dissertação visa clarificar os circuitos neuronais subjacentes a este evento adverso, reunir informações para melhorar a sua gestão e contribuir para o entendimento de parkinsonismo como um sintoma prevalente noutras patologias. Para tal, foram explorados dados clínicos e imagens médicas de 32 pacientes com distonia submetidos a GPi-ECP, dos quais 6 (18.75%) desenvolveram parkinsonismo. A localização dos elétrodos, reconstruídos através das neuroimagens, foi usada para simular o volume de tecido ativado (VTA) em cada doente, de acordo com os respetivos parâmetros de estimulação. Os VTAs dos doentes que desenvolveram parkinsonismo exibiam um conjunto de voxéis significativamente diferente dos VTAs de doentes sem o sintoma, e apresentavam uma maior abrangência de estimulação no GPi (P=0.005). Além disso, diferenças significativas foram encontradas em análises de conectividade funcional, obtidas através de um conectoma normativo. A conectividade entre os alvos da ECP e o restante cérebro revelou que os VTAs dos doentes com parkinsonismo estavam mais associados a regiões cognitivas, enquanto que os dos doentes sem parkinsonismo exibiam mais conectividade com áreas motoras. Adicionalmente, a conectividade funcional entre os VTAs e regiões descritas em estudos prévios sobre parkinsonismo, como o corpo estriado, claustro e giro pré-central, encontrava-se reduzida nos doentes com parkinsonismo, comparativamente aos doentes sem o sintoma. Não foram observadas diferenças em regiões de controlo e estes valores de conectividade foram capazes de prever a melhoria de parkinsonismo após reajustes na estimulação. Estes resultados sugerem que abordagens baseadas em conectividade podem ajudar a compreender a fisiopatologia do parkinsonismo, guiar a seleção de parâmetros da ECP e descobrir novos alvos terapêuticos para outras técnicas de neuroestimulação.
Titel: |
Addressing Brain Circuit Dysfunction Underlying DBS-Induced Parkinsonism
|
---|---|
Autor/in / Beteiligte Person: | Martins, Daniel Ribeiro ; Sousa, Marcelo ; Vigário, Ricardo ; RUN |
Link: | |
Veröffentlichung: | 2023 |
Medientyp: | unknown |
Schlagwort: |
|
Sonstiges: |
|