Untersuchung von Gehirnveränderungen bei Erwachsenen mit zervikaler Dystonie
Eine Studie zeigt, dass lokale Veränderungen im Gehirn mit Symptomen bei zervikaler Dystonie mit Erwachsenen-Beginn verbunden sind.
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Inhaltsverzeichnis
- Bildgebende Studien
- Vergleich der Dystonie-Typen
- Fortschrittliche Bildgebungstechniken
- Forschungsmethoden
- Teilnehmerdetails
- MRT-Datenerhebung und -verarbeitung
- Wichtige Ergebnisse
- Veränderungen in Bezug auf nicht-motorische Symptome
- Dystonie verstehen
- Einschränkungen und zukünftige Forschung
- Fazit
- Originalquelle
Erwachsenen-Dystonie mit Beginn im späteren Leben (AOIFCD) ist die häufigste Dystonie, die bei Erwachsenen auftritt. Diese Erkrankung führt dazu, dass bestimmte Nackenmuskeln überaktiv sind, was zu ungewöhnlichen Nackenpositionen und Unbehagen führt. Manche Leute haben vielleicht auch ein Kopfreiben. Trotz ihrer Häufigkeit sind die biologischen Veränderungen im Gehirn, die mit AOIFCD zusammenhängen, nicht gut verstanden.
Bildgebende Studien
Forschung mit bildgebenden Verfahren hat einige Veränderungen in den Gehirnwegen bei Menschen mit fokaler Dystonie aufgezeigt. Diese Studien deuten darauf hin, dass die Kommunikation zwischen verschiedenen Gehirnregionen während Bewegungsaufgaben abnimmt. Es gibt auch Hinweise darauf, dass das Gleichgewicht bestimmter Gehirnchemikalien gestört ist, mit niedrigeren Werten eines wichtigen hemmenden Neurotransmitters in bestimmten Bereichen des Gehirns.
Was die physische Struktur des Gehirns betrifft, haben einige Studien Unterschiede im Volumen der grauen Substanz bei bestimmten Dystonie-Typen festgestellt, während die Ergebnisse für AOIFCD gemischter waren. Bei der weissen Substanz, die für die Kommunikation zwischen den Gehirnregionen entscheidend ist, haben die meisten Studien grundlegende Bildgebungstechniken verwendet, was zu unklaren Ergebnissen geführt hat. Einige haben unterschiedliche Veränderungen in den Messungen der Struktur dieser Wege aufgezeigt.
Vergleich der Dystonie-Typen
Im Vergleich zu erblichen Formen der Dystonie sind die Ergebnisse bei AOIFCD weniger konsistent. Genetische Formen zeigen oft klarere Unterschiede in den weissen Substanzwegen. Neuere Forschungen haben darauf hingewiesen, dass bestimmte Tremore auch auffallende Unterschiede in den Gehirnscans im Vergleich zu anderen Tremorarten aufweisen. Diese Unterschiede zeigen, dass nicht alle Formen der Dystonie die gleichen Gehirneigenschaften teilen.
Fortschrittliche Bildgebungstechniken
Wenige Studien haben die feinen Details der Struktur der weissen Substanz bei AOIFCD untersucht. Neuere Bildverfahren, die die Mikostruktur des Gehirns detaillierter messen können, werden zunehmend eingesetzt. Einige dieser fortschrittlichen Techniken haben Unterschiede in bestimmten Gehirnregionen bei Menschen mit AOIFCD gefunden.
Forschungsmethoden
In dieser Studie verwendeten die Forscher hochmoderne MRT-Technologie, um Patienten mit AOIFCD zu untersuchen. Die Teilnehmer wurden sorgfältig ausgewählt und von Spezialisten für Bewegungsstörungen diagnostiziert. Zusätzliche klinische Details wurden gesammelt, einschliesslich Bewertungen zur psychischen Gesundheit und Lebensqualitätsfragebögen.
Der Bildgebungsprozess dauerte etwa 45 Minuten und umfasste mehrere Scan-Typen, um verschiedene Aspekte der weissen Substanz im Gehirn abzudecken.
Teilnehmerdetails
In der Studie wurden 50 Personen mit AOIFCD und 30 Personen ohne die Erkrankung zum Vergleich rekrutiert. Die meisten Teilnehmer waren etwa 55 Jahre alt. Bei denen mit AOIFCD bemerkten typischerweise die Symptome etwa in den frühen 40ern, und viele lebten seit über einem Jahrzehnt mit der Erkrankung.
Während der Bewertungen wurden umfassende Informationen über nicht-motorische Symptome wie Angst, Depressionen, Schlafprobleme und Schmerzlevels gesammelt. Die Teilnehmer füllten Fragebögen aus, die dazu gedacht waren, diese Aspekte ihres Lebens zu bewerten.
MRT-Datenerhebung und -verarbeitung
Die MRT-Scans wurden mit einer spezialisierten Maschine durchgeführt, die in der Lage war, verschiedene Aspekte der Gehirnstruktur zu erfassen. Der Prozess umfasste mehrere Schritte, um die Datenqualität sicherzustellen, wie z. B. die Korrektur für Bewegungen und andere potenzielle Artefakte, die die Ergebnisse verzerren könnten.
Die Analyse der Bildgebungsdaten konzentrierte sich darauf, verschiedene Aspekte der weissen Substanz zu messen, einschliesslich der Dichte der Nervenfasern und wie gut diese Fasern in verschiedenen Gehirnregionen organisiert sind.
Wichtige Ergebnisse
Die Forschung identifizierte spezifische Veränderungen in den Gehirnwegen von Personen mit AOIFCD im Vergleich zu Kontrollteilnehmern. Bedeutende Unterschiede wurden hauptsächlich in drei Bereichen festgestellt: den anterioren thalamischen Strahlen, den thalamopremotorischen Bahnen und den striatopremotorischen Bahnen. Diese Unterschiede umfassten reduzierte Messungen der Faserndichte und Veränderungen in der Anordnung der Nervenfasern.
In den anterioren thalamischen Strahlen zeigten beide Seiten des Gehirns reduzierte Konnektivität und erhöhte Unordnung im Vergleich zur Kontrollgruppe. Ähnliche Trends wurden in den thalamopremotorischen und striatopremotorischen Bahnen beobachtet.
Die Studienergebnisse heben hervor, dass die Veränderungen bei AOIFCD subtil und lokalisiert sind, anstatt im gesamten Gehirn verbreitet zu sein. Das deutet darauf hin, dass die Erkrankung spezifische Anpassungen in den Gehirnwegen zu motorischen Funktionen widerspiegeln könnte.
Veränderungen in Bezug auf nicht-motorische Symptome
Zusätzlich zu motorischen Symptomen untersuchte die Studie, wie diese Gehirnveränderungen mit verschiedenen nicht-motorischen Symptomen zusammenhingen. Es wurde eine starke Korrelation zwischen den Veränderungen in der Gehirnstruktur und der Schwere psychologischer Symptome wie Angst und Depression festgestellt. Die Ergebnisse zeigten, dass, während die Gehirnverbindung abnahm, diese psychologischen Probleme oft intensiver wurden.
Dystonie verstehen
Dystonie wird oft mit der Überaktivität bestimmter Gehirnregionen in Verbindung gebracht, die für die Bewegung verantwortlich sind. Diese Studie legt nahe, dass bestimmte Wege, die wichtige Bereiche im Gehirn verbinden, überbeansprucht oder nicht richtig funktionieren, was zu unkontrollierten Muskelbewegungen führt. Die anterioren thalamischen Strahlen, die eine Rolle bei der Regulierung von Bewegungen spielen, zeigten Anzeichen von verringerter Organisation und Konnektivität.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Bereiche, die an der Bewegungsplanung beteiligt sind, entscheidend sind, wenn man die Auswirkungen von AOIFCD betrachtet. Der thalamopremotorische Trakt, der den Thalamus mit dem prämotorischen Kortex verbindet, zeigte Veränderungen, die darauf hinweisen, dass übermässige erregende Signale zu unorganisierter Muskelkontrolle führen könnten.
Einschränkungen und zukünftige Forschung
Obwohl diese Studie wertvolle Einblicke bietet, hat sie auch Einschränkungen. Die Modelle, die zur Analyse der weissen Substanz verwendet werden, sind vereinfacht und erfassen möglicherweise nicht die gesamte Komplexität der Gehirnstrukturen. Es besteht auch Bedarf an weiteren Forschungen, um diese Ergebnisse mit grösseren Gruppen zu validieren und die Beziehung zwischen strukturellen Veränderungen und Verhaltensfolgen tiefergehend zu erkunden.
Zukünftige Bemühungen sollten sich auf die Verbesserung der Bildgebungstechniken konzentrieren und detailliertere Analysen integrieren, um die Rolle des Gehirns bei verschiedenen Formen der Dystonie besser zu verstehen. Dies könnte helfen, verbesserte Behandlungs- und Managementstrategien zu entwickeln, die auf die spezifischen Bedürfnisse der Patienten zugeschnitten sind.
Fazit
Diese Studie zeigt signifikante und lokalisierte Veränderungen in den weissen Substanzwegen des Gehirns bei Personen mit AOIFCD. Diese Veränderungen korrelieren sowohl mit motorischen als auch mit nicht-motorischen Symptomen, was auf eine komplexe Beziehung zwischen Gehirnstruktur und -funktion bei dieser Erkrankung hinweist. Weitere Forschung ist notwendig, um diese Ergebnisse weiter zu untersuchen und zu erkunden, wie sie zukünftige Therapien für Patienten mit Dystonie informieren könnten.
Titel: White matter microstructural changes in adult-onset idiopathic focal cervical dystonia using ultra-strong diffusion gradient MRI
Zusammenfassung: Background and ObjectivesAdult-onset idiopathic focal cervical dystonia (AOIFCD) involves loss of co-ordinated contraction of the cervical musculature, resulting in pain, impaired function and in some individuals, an associated head tremor. Existing neuroimaging studies have implicated key motor networks. However, measures used to date lack specificity in detailing the underlying pathophysiological differences. MethodsA cohort of individuals diagnosed with AOIFCD and an age- and sex-matched control group were prospectively recruited. All participants underwent MRI using structural and diffusion sequences with multiple b-values up to 30,000 s/mm2, coupled with motor and non-motor clinical phenotyping. Tractography was performed assessing whole tract median values, while tractometry was used for along tract analysis. Key white matter motor pathways were assessed initially using general measures (DTI/DKI: FA-fractional anisotropy; MD-mean diffusivity; MK-mean kurtosis; AK-axial kurtosis; RK-radial kurtosis) with subsequent microstructural white matter modelling approaches (NODDI: ODI-orientation distribution index, NDI-neurite density index, FWF-free water fraction; and standard model: f-intra-axonal signal fraction, Da-intra axonal diffusivity, Depar-extra axonal parallel diffusivity, Deperp-extra axonal perpendicular diffusivity, p2-orientation coherence) and unconstrained high b-value zero-order spherical harmonic signal (R0, related to intra-axonal signal) to assess differences within these tracts. Subgroup analyses were undertaken comparing those with and without associated head tremor to the control cohort. Results50 AOIFCD and 30 healthy control participants underwent structural brain MRI, with 46 AOIFCD and 30 healthy controls included for analysis (33 without head tremor, 13 with head tremor). Significant differences were observed in the anterior thalamic radiations (lower mid tract FA, RK, f and p2 and higher ODI), thalamopremotor tracts (mid tract higher MK and lower NDI, and distal tract lower ODI and higher f) and striatopremotor tracts (proximal lower f and R0). These measures correlated with symptom severity across the spectrum with clinical measures, including psychiatric symptoms, sleep quality, pain and cognitive functioning. DiscussionOverall, localised microstructural differences were identified within tracts linking the prefrontal cortex and premotor cortex with basal ganglia regions, suggesting microstructural aberrances of motor system modulatory pathways, particularly in relation to intra-axonal and fibre orientation dispersion measures.
Autoren: Claire L MacIver, D. K. Jones, K. Green, K. Szewczyk-krolikowski, A. Doring, C. M. W. Tax, K. J. Peall
Letzte Aktualisierung: 2024-02-07 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.02.07.24302448
Quell-PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.02.07.24302448.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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