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帕金森病
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帕金森病/2016年/文章

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体积 2016年 |文章的ID 6760243 | https://doi.org/10.1155/2016/6760243

瓦•德•卡瓦略Fagundes卡洛斯·r·m·里德艾琳Nunes da Cruz,芭芭拉•科斯塔碧碧microrna乳臭未干Portuguez, ”脑深部电刺激频率的丘脑核影响发音和动作流利的帕金森病”,帕金森病, 卷。2016年, 文章的ID6760243, 9 页面, 2016年。 https://doi.org/10.1155/2016/6760243

脑深部电刺激频率的丘脑核影响发音和动作流利的帕金森病

瓦·德·卡瓦略Fagundes,1,2,3 卡洛斯·r·m·里德,3,4 艾琳Nunes达•克鲁兹,3,5 芭芭拉·科斯塔碧碧,3 和 microrna乳臭未干Portuguez1,2

1主教天主教大学的南里奥格兰德(PUCRS)、RS、巴西阿雷格里港

2大脑研究所的南里奥格兰德(InsCer)、RS、巴西阿雷格里港

3医院丹尼·德·阿雷格里港(HCPA)、RS、巴西阿雷格里港

4联邦大学的健康科学阿雷格里港(UFCSPA)、RS、巴西阿雷格里港

5联邦大学的南里奥格兰德(UFRGS)、RS、巴西阿雷格里港

学术编辑器:赫利奥Teive
收到了 05年8月2016年
接受 2016年10月20日
发表 2016年12月05

文摘

介绍。脑深部刺激丘脑核(STN-DBS)在帕金森病(PD)与语言流畅的下降。可以归因于手术效果下降,但刺激参数的相对贡献不清楚。本研究旨在探讨STN-DBS频率的影响性能的PD患者言语流畅性任务。方法。二十个人与PD接受双边STN-DBS进行评估。语言流畅的表演任务(语义、语音、动作和无约束流利)在接收低频(60 Hz)和高频(130赫兹)STN-DBS评估。结果。发音和动作流畅的表演是低收入和高频STN-DBS之间明显不同。患者显示高频STN-DBS减少在这些语言流利。结论。低频STN-DBS可能有害的PD患者的语言流畅。

1。介绍

脑深部电刺激(DBS)丘脑核(STN)改善运动功能和生活质量的晚期帕金森病(PD)患者(1]。然而,一些负面影响也记录在文献中,如减少语言流畅(VF) [2- - - - - -9]。

VF PD患者中观察到的下降进行DBS原因还不是很清楚。研究假设,这种损伤可能是由于损伤效应神经外科手术和/或影响的参数,例如,刺激的频率(1,2,4,6,8,9]。因此,研究评估神经刺激参数的影响,如刺激频率,在VF是必要的。

低频刺激与改善电动机有关症状,包括冻结步态和吞咽,STN-DBS患者(10,11]。同样,研究低频(10 Hz)的影响,高频(130赫兹)DBS-STN语义和语音语言流畅发现所有VF任务性能更好的低频条件(12]。还需要进一步的研究来理解频率如何影响VF通过分析附加VF任务和各种人群由于语言和教育的性能差异。

VF的任务通常是作为语言的操作措施和执行功能13]。在VF任务任务测量语义VF(要求从特定的语义组词,比如动物或水果)(13,14),音位的VF(请求某个字母的单词)(13,15),动词或动作流畅流利(请求话说指定人做的事情)(13,16),无约束VF(请求任何单词没有标准)17]。

各种VF任务可以提供不同类型的信息认知因为每个VF任务需要访问特定的词汇语义表征和/或根据标准。VF任务激活大脑额叶区域的重叠区域,但不同的词检索标准可能激活附加不同的区域(13]。语义流畅性被认为是与颞叶功能障碍有关,而音韵流畅性与额叶功能障碍(18]。动作流畅赤字被报道为可能的标志frontostriatal障碍(16,19]。尽管语音和行动VF依靠大脑额叶区域,证据表明,行动VF更加依赖于语义信息,内容包括电动机(因为动作VF可能涉及电机的大脑区域)(13,19),而音韵流畅性更加依赖于词汇检索访问与音位的相似之处(13]。动作流畅性任务评估PD,似乎是一个重要的任务作为研究表明,动作流畅性任务可能更敏感,PD患者的认知障碍相比其他VF任务(16,19]。目前,所知甚少的神经和认知基质无约束VF因为使用这个VF的一些研究任务只验证了人口因素对其性能的影响(20.,21]。缺乏检索条件的情况下,在无约束VF的任务,可能会加强需要抑制能力,认知灵活性、工作记忆、和计划。此外,无约束VF的任务可能会被认为是缺乏特定的语义或词汇的参与。

本研究旨在分析低频(60 Hz)的影响和高频(130赫兹)STN-DBS VF PD患者的任务。我们假设PD患者将VF赤字由于frontosubcortical障碍所导致的疾病。因此,如果有一个刺激的频率的影响在我们的人口,频率应该影响VF的任务更加依赖frontosubcortical函数,根据语音和行动VFs。为了测试这个假说,它不仅是重要的评估语音和行动VF的任务,但也VF的任务,我们假设不会受刺激的频率,即语义和无约束VFs。

2。方法

2.1。病人

目前的研究是一项随机双盲试验研究。神经学的研究是与门诊病人进行服务的医院的丹尼·德·阿雷格里港(HCPA)。

研究包括20特发性帕金森病诊断标准的患者英国帕金森病的社会大脑银行(22),年龄在30岁至75岁。所有的参与者都有一个双边STN-DBS植入。只有患者DBS参数稳定最好的运动控制是包括在内。此外,所有患者巴西葡萄牙语为母语的人。

排除标准包括滥用非法药物或苯二氮卓类在过去六个月,听觉障碍的存在,作为听力筛查评估由一个听力学家,视力损害的存在,临床诊断为抑郁症或重要的存在抑郁的迹象或症状(根据测量表汉密尔顿抑郁量表测量,非常严重的抑郁症的截止23日)(23),临床诊断痴呆或细微精神状态检查(MMSE)与分数低于预期的病人的受教育水平(截止20为文盲,25 1到4年的教育,26.5 5到8年,28日9到11年来,更高水平的教育和29)(24)、精神病症状的历史或酗酒史(根据笼子里筛选问卷得分≤1)(25]。

2.2。程序

本研究进行的随机、双盲的方式。初始DBS条件的顺序定义由一个医科学生使用该网站http://www.random.com/。网站提供的顺序随机,但平均分配初始DBS的条件。低频(60 Hz)和高频(130赫兹)条件称为条件和B-condition,分别。每个参与者都分配了AB订单( )或BA订单( )。神经调节的频率刺激,根据随机顺序,但不允许参与任何评价或评估。参与者管理VF任务的神经心理学家,神经学家认为统一帕金森病评定量表(UPDRS-III)对DBS条件也不清楚。实验最终确定时,A和B码显示数据库中计算分数。

调整后的频率、参与者等了一个小时进行VF的任务。然后执行以下VF任务:音素的VF (FAS版本和字母P),语义VF(动物),无约束VF,动作流畅。FAS版本的音素的VF任务,参与者被要求说单词的字母“F”“,”和“S”为每个字母一分钟。最后的得分是单词的总数从“F”开始“,”或“S”,参与者能说(12]。字母P版本的音素的VF任务,参与者被要求说尽可能多的单词开头字母“P”在两分钟15,26]。对于语义VF任务,参与者被要求说一分钟内尽可能多的动物(14]。对于无约束VF,参与者被要求尽可能多的单词,不包括名字和数字,在2.5分钟内同时保持他们的闭上眼睛26]。动作的流畅性任务,参与者被要求说出尽可能多的动作或“人们能做到的事情”,尽可能在一分钟内(16,27]。这些先前的VF的指令不允许参与者说适当的名称或编号。语义VF,没有得分给出子类别(例如,鸟)如果具体范本也给出(如鸽子,金丝雀)。此外,性别、不同年龄组的名字——相同的动物物种被认为是同一种动物(如鸡,公鸡)。VF在行动,这是不允许使用相同的动词有不同结局(例如,吃,吃,吃过了)。入侵和执拗不得分14- - - - - -16,28]。UPDRS-III用于汽车评估(29日]。执行这些评价之后,神经学家调整刺激的频率根据随机化分配给评估其他条件。参与者等了一个小时重复VF测试和电动机的评估。在完成评估,神经学家调整的参数STN-DBS植入每个参与者所使用的稳定值。

人口(性别、年龄、和教育),认知(MMSE)和临床(时间疾病,手术后几个月,汉密尔顿抑郁量表,和levodopa-equivalent剂量(LED))变量被认为是在二次分析。LED测量使用转换公式计算的毫克/天,(30.]。

从机构的伦理委员会批准的这项研究中,所有参与者给书面知情同意。

2.3。统计分析

统计分析使用社会科学统计软件包(SPSS 21.0版)与5%的显著性水平( )。连续变量被报告为均值(M)和标准偏差(SD)。分类变量所描述的绝对和相对频率。变量的分布是使用Shapiro-Wilk测试验证。比较VF性能60赫兹到130赫兹的频率,我们使用了广义估计方程(GEE)模型。来验证是否有人口、临床或认知方面的影响在VF刺激频率的影响,我们进行了斯皮尔曼的相关性。我们使用的δ值每个VF任务(VF任务得分60 Hz的条件- VF任务得分为130 Hz条件)和UPDRS-III的分数(UPDRS-III得分60 Hz - UPDRS-III得分为130 Hz)的相关性分析。

3所示。结果

3.1。病人的特点

最初的研究样本包括25人;然而,5不符合入选标准被排除在外。三个包括患者不能够完成一些语言流畅的任务在两个频率的条件。然而,这些参与者仍然包含在数据分析。所有参与者在左旋多巴的药物,只有6参与者对金刚烷胺(平均剂量为283.33毫克/天),和没有人抗胆碱能类或抗精神病药物。参与者的基线特征提出了在桌子上1。表2提出了性别、年龄、刺激的参数,和VF VF的任务的结果明显不同频率的刺激,为每一个参与者。
变量 的意思是 SD或 (%) 范围
性别,男 16 (80) - - - - - -
年龄 56.65 10.71 31 - 75
教育 10.10 5.23 2-22
疾病,年的时间 15.30 4.71 10-29
左旋多巴等效剂量毫克/天 1165.00 615.08 300 - 2300
手术后,几个月 2.21 1.38 鹿
患者的 26.45 2.52 21 - 30
汉密尔顿抑郁量表
正常的 14 (70) - - - - - -
轻度抑郁 4 (20) - - - - - -
中度抑郁 2 (10) - - - - - -
振幅(V),离开了 3.02 (0.65) 1 - 3.90
振幅(V) 2.98 (0.60) 1.80 - -3.60
脉冲宽度(μs),左 79.50 (17.61) 60 - 120
脉冲宽度(μ),对 81.00 (17.14) 60 - 120
频率(赫兹),左和右 124.00 (26.04) 60 - 180
SD:标准差;患者:细微精神状态检查。
表1
参与者的基线特征。
主题 性 年龄 频率(赫兹) 刺激联系人(所有情况下+) 振幅(V) 脉冲宽度(μs) 语言流畅的结果(60 Hz)
l R l R l R 行动 语音(P) 语音(FAS)
1 米 49 90年 3 - 11 - 3所示。0 3所示。0 60 60 - - - - - -
2 F 66年 110年 3 - 10 - 3所示。6 1.8 90年 90年
3 米 75年 130年 0 - 1 - 8 - 9 - 3所示。3 3所示。3 60 60 ND ND
4 米 65年 130年 2 -,3 - 11 - 3所示。0 3所示。6 60 90年
5 F 62年 110年 2 - 11 - 2.8 2.6 60 60 ND ND
6 米 53 180年 1 - 9 - 10 - 2.6 2.7 90年 90年
7 米 31日 140年 2 -,3 - 8 - 9 - 3所示。6 3所示。6 90年 120年
8 米 50 60 0 - 8 - 9 - 2.5 3所示。0 90年 90年
9 米 70年 130年 1 - 2 - 9 - 10 - 3所示。0 3所示。2 90年 90年 ND
10 米 47 110年 0 - 11 - 2.8 2.8 60 60
11 米 46 140年 0 - 9 - 2.6 3所示。0 90年 90年
12 米 70年 110年 3 - 11 - 3所示。6 3所示。6 90年 90年 ND
13 米 59 160年 2 - 8 - 3所示。5 3所示。5 120年 90年 ND
14 米 47 110年 1 - 9 - 1.0 2.0 60 90年 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
15 米 61年 120年 2 - 11 - 3所示。4 3所示。4 60 60
16 米 66年 160年 2 - 9 - 3所示。2 3所示。6 90年 90年 ND ND
17 F 59 120年 2 - 5 - 3所示。2 3所示。2 90年 90年
18 F 48 130年 3 - 8 - 3所示。9 2.2 60 60 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
19 米 51 110年 2 - 10 - 3所示。6 3所示。6 90年 90年
20. 米 58 130年 0 - 8 - 2.2 2.0 90年 60 - - - - - -
F:女性;L:左;M:男性;R:正确; :改进; :恶化;ND:没有区别;“-”:阴极/负电极接触。
表2
刺激参数的时候每个主题的包容和口头表达的结果。
3.2。实践验证效果

VF任务的第一和第二组进行比较,以确定是否有实践/学习效果由于重复的任务。结果表明,两组之间没有显著差异的任务对于任何VF任务(表3)。
言语流畅性任务 时刻1 时刻2 区别 95%可信区间
平均数±标准差 平均数±标准差
语音,P 14.53±1.61 14.47±1.89 0.05 −2.96 - -3.07 0.973
语音,FAS 25.26±2.88 25.39±15.33 −0.11 −3.36 - -3.15 0.949
语义、动物 13.26±1.07 13.42±1.22 −0.16 −1.86 - -1.54 0.856
无约束 29.63±2.50 27.58±3.00 2.05 −1.76 - -5.87 0.292
行动 8.39±1.00 9.11±1.30 −0.72 −2.65 - -1.21 0.463
SD:标准差;置信区间:置信区间。
表3
比较的时刻之间的言语流畅性任务管理。
3.3。验证刺激频率的影响

表4显示,60赫兹的刺激后,语音的表现(FAS和P版)和操作流畅性任务后明显比130 Hz的刺激。
变量 60赫兹 130赫兹 区别 95%可信区间
均值±SE 均值±SE
UPDRS三世,总 34.33±4.74 35.44±4.30 −1.11 −9.38 - -7.15 0.792
UPDRS三世,地震 2.72±1.20 2.00±1.09 0.72 −2.19 - -3.63 0.627
UPDRS三世,步态 1.28±0.26 1.61±0.33 −0.33 −0.80 - -0.13 0.157
UPDRS三世,拉伸试验 1.28±0.29 1.83±0.34 −0.56 −1.12 - -0.00 0.052
音位的VF P 16.53±1.82 12.47±1.56 4.05 1.65 - -6.45
音位的VF, FAS 26.84±3.36 23.79±2.79 3.05 0.10 - -6.00
语义VF、动物 13.70±1.20 12.89±1.08 0.89 −0.76 - -2.55 0.290
无约束VF 29.63±2.92 27.58±2.59 1.95 −1.76 - -5.87 0.292
行动VF 9.94±1.22 7.56±1.94 2.39 0.77 - -4.00
置信区间:置信区间;SE:标准误差;UPDRS:统一帕金森病评定量表;VF:语言流畅; 。
表4
比较之间的言语流畅性任务和UPDRS-III SNT-DBS的不同频率。

VF的演出任务根据STN-DBS频率如图1(一)。尽管语音刺激条件之间的显著差异,动作流畅,VF的个体表现为每个任务中提供数据1 (b),1 (c),1 (d)表明参与者模式也表现出不同的结果。除了比较分析,我们评估的分布改善或恶化的患者60 Hz刺激发音和动作的流畅性任务。结果的差异(δ值)之间的VF任务频率条件(60 Hz - 130 Hz条件)被列为“改进60赫兹”(积极的δ值),“60 Hz恶化”(负δ),或“没有区别”(零值δ)(表5)。VF的个人描述的结果也显示在表2。
音位的VF 音位的VF 行动VF
P版本 FAS版本
δ值,意思是 SD 4.05 (5.50) 3.05 (6.73) 2.40 (3.60)
δ分类, (%)
改善60赫兹 14 (70) 11 (55) 10 (50)
恶化60赫兹 2 (10) 3 (15) 3 (15)
没有区别 2 (10) 4 (20) 3 (15)
SD:标准差;VF:语言流畅。
表5
音位的δ值分布和动作流畅性任务。
(一)”name=
(一)
(b)”name=
(b)
(c)”name=
(c)
(d)”name=
(d)
图1
病人的表演VF任务在低和高刺激的频率。(一)每个VF任务的整个样品的性能。 表示频率的条件之间的显著差异各自的任务。(b)音韵流畅性性能(P版本)的病人。(c)音韵流畅性性能(FAS版本)的病人。通过病人(d)动作流畅性能。
3.4。相关性分析

在相关分析中,我们包含了VF的δ值任务结果显示频率条件之间的显著差异(P和FAS版本的音韵流畅性任务和动作流畅性任务)来确定不同的是与其他相关变量(包括UPDRS-III的δ值)。的δ值FAS版本的音素的VF的任务是与年龄相关的负面( ; )。的δ值P版本的音素的VF任务与UPDRS-III负相关( ; )(表6)。
音位的- P 语音——FAS 行动
年龄 −0.207 0.382 −0.473 −0.352 0.152
教育 −0.192 0.416 0.300 0.212 −0.021 0.935
患者的 −0.014 0.953 0.215 0.377 0.108 0.669
疾病,年的时间 0.400 0.081 0.358 0.132 −0.036 0.887
手术后,几个月 0.288 0.218 0.440 0.060 0.284 0.253
等效剂量左旋多巴 0.351 0.140 0.131 0.592 −0.003 0.992
使用hdr拍摄,总分 0.011 0.964 0.078 0.757 −0.138 0.599
UPDRS,总 −0.686 −0.342 0.165 −0.058 0.825
UPDRS、震颤 −0.200 0.426 −0.133 0.600 0.020 0.939
UPDRS,步态 −0.378 0.122 0.004 0.986 0.003 0.990
UPDRS,拉力测试 −0.312 0.207 −0.479 0.068 −0.321 0.209
使用hdr拍摄:汉密尔顿抑郁量表;患者:细微精神状态检查;UPDRS:统一帕金森病评定量表; 。
表6
VF任务之间的相关性分析(语音和行动),人口、认知、和临床措施。

4所示。讨论

本研究旨在调查的频率调制的影响STN-DBS VF任务的性能在PD患者。我们评估60赫兹的低频刺激的效果相比,130赫兹的高频刺激患者经历了两国STN-DBS用药状态。我们发现低频刺激对发音和动作流畅,产生积极的影响,这种影响并不是由于实践。此外,我们观察到不同的结果为VF任务模式基于频率条件下,不能解释为人口、认知、和临床变量进行了研究。

以前的研究已经指出VF STN-DBS手术后的下降在PD患者中,尽管这种下降背后的原因是不清楚。方法论的差异这样的研究有很多,如评估执行而刺激是“上”或“,”前和手术后的时间点,和有或没有一个对照组2- - - - - -9]。

更大的随时间下降VF STN-DBS患者非手术PD病人已报告相比,这表明VF障碍有关DBS干预(3]。VF可能减少由于显微外科损伤,影响cortical-basal电路参与经济复苏过程的单词(31日- - - - - -33]。微电极记录的数量需要在手术过程中铅的位置不影响VF [4),尽管这一发现并不排除这种可能性的影响由于macroelectrode所造成的损伤,认为其他因素除了microlesions可能参与VF损伤手术后。

的频率刺激治疗PD的研究在其他关于STN-DBS临床情况。例如,60赫兹的刺激,与常规130 Hz相比,改进的吞咽功能和冻结PD患者的步态进行了双边STN-DBS [10,11]。先前的研究,评估语义和语音VF 10赫兹和130赫兹刺激更表现为低频刺激在VF任务(12]。我们的研究结果还表明,低频刺激与更好的分数音位的VF但没有发现改进语义VF。Wojtecki et al。12)不排除参与者痴呆或认知筛查中得分较低,和他们没有描述全球参与者的认知状态。众所周知,在语义VF痴呆患者还可能出现赤字(16]。此外,语言和教育的差异可能导致差异的人群。

当我们比较了VF分数和低频(60 Hz)之间的运动性能和高频(130赫兹)刺激试验,我们发现发音和动作流畅性显著下降130 Hz的刺激。然而,没有发现显著差异刺激频率之间的语义和无约束VF的任务。我们的发现表明刺激频率的影响更加依赖于特定frontosubcortical通路参与lexical-word和action-semantic过程,有一个频率对语音的影响和行动VF任务而不是语义和无约束VF的任务。正如我们所料,频率影响VF的任务更加依赖frontosubcortical功能,受损的PD,支持我们先天的假设。

发音和动作流畅,受到高频神经刺激,都是任务涉及额电路,更加依赖执行功能。语义VF取决于文章的流程和时序电路(13,34]。无约束VF是用于评估临床条件下由于右或左半球病变,虽然没有研究关于其结构效度和大脑区域参与成人(17]。一个假设关于动词的认知加工过程,基于具身认知理论,指出相同的大脑区域参与计划和运动执行参与访问词法和语义过程的动词。这一理论,虽然仍有争议,有助于解释动词生产的赤字已经观察到在不同临床组帕金森综合症(35,36]。STN-DBS会影响文章的处理操作,如那些参与动作流畅性任务;以同样的方式,它影响了神经电动机电路。机制刺激频率可能影响不同的电路仍然未知。

在目前的研究中,没有发现显著差异的运动性能的病人与刺激的频率。对于这个发现的一种假说是,患者在多巴胺能药物治疗的效果评价。如果没有效果的药物,低频刺激(60 Hz)将对应于更糟糕的运动症状,而电动机性能的改善高频刺激的预期(10]。

比较分析表明,大多数病人在语音和行动表现的更好VF低频条件下的任务。然而,一些参与者提出了相反的模式(低频刺激更糟VF分数)的条件或没有区别。为了阐明这些不同模式的原因,进行了相关分析与语音的δ值和行动VF的分数。FAS版本的音素的VF的得分任务随着年龄增长负相关,说明一个可能的年龄对低频的利益刺激的影响;即老年参与者可能表现出低性能的改善低频刺激与年轻患者相比。的分数P版本的音素的VF任务UPDRS-III总分呈负相关,表明增加提高电动机的性能与较小的改进对低频刺激这个音素的VF的任务。这一发现表明,电机性能和音位的VF得分(P版本)的特点是在低频刺激相反的结果。未来的研究应该寻求识别的因素解释不同VF改进资料进行不同频率的刺激条件下通过研究大STN-DBS PD患者的样本。

我们的研究是第一个,称为注意不同语言流畅,当频率条件下的结果进行了比较。许多方面可能会影响在语言流畅的调制频率。因为STN被认为是独立的功能亚区(37),我们假设的数量和轨迹激活STN组织可能与DBS频率的影响。除此之外,有研究表明,DBS导致神经可塑性在运动皮质和调制corticobasal电路(38,39]。然后,有可能刺激的频率也可能与神经可塑性的影响在语言流畅导致不同的结果。这些可能性的交互可能会在将来的研究中进一步研究。

我们的结果应该解释的一些限制。首先,改善低频的VF任务条件可能是由于其他认知功能的改善,如注意力。然而,这项研究并没有其他认知功能评估。我们选择使用那麽广泛评估,因为有些病人不容忍调整刺激频率很长一段时间。第二,参与者没有评估DBS-off条件,这样他们不会接触到不愉快的症状很长一段时间,这项研究并没有包含一个对照组。缺乏信息DBS-off条件和缺乏对照组不允许手术效果进行评估。第三,行政管理命令VF的任务是一样的在这两个条件。顺序效应的可能性是存在的,但基于之前的研究,我们不相信一个顺序效应发生,至少与行动VF任务(27]。

5。结论

总之,本研究的结果导致了两个重要结论。首先,STN-DBS影响语音的频率和动作流利PD患者。第二,低频(60 Hz)刺激与负面影响在VF低于高频刺激(130赫兹)。因此,只要有可能,低频刺激应该PD患者的首选,尤其是对患者存在认知障碍,如减少VF、在日常活动。未来的研究利用大样本人群和那些将较长的学习时间应该执行调查刺激影响VF对电极位置在STN和其他刺激参数(振幅和脉冲宽度)。

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者要感谢病人对他们的参与Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de含量优越(披肩)奖学金,底部de Incentivo尽管e Eventos(FIPE)医院的丹尼·德·阿雷格里港(HCPA)财政支持。

引用

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