Zaburzenia funkcji poznawczych w idiopatycznej chorobie Parkinsona

1. Zaburzenia funkcji poznawczych w idiopatycznej chorobie Parkinsona dr n. hum. Dariusz Wieczorek Katedra i Klinika Rehabilitacji GUMed

2. Podstawowe fakty: • Druga pod względem częstości choroba zwyrodnieniowa ośrodkowego układu nerwowego (po chorobie Alzheimera) • Dotyczy 1-2% populacji powyżej 65 roku życia • Przyczyna nieznana (zgodnie z przymiotnikiem „idiopatyczny”)

3. Typowe objawy motoryczne: • bradykinezja – spowolnienie (potem dochodzi akinezja niemożnośc rozpoczęcia ruchu) • sztywność mięśniowa (zwiększenie napięcia mięśniowego) • drżenie spoczynkowe.

4. Istota czarna Norma Choroba Parkinsona Żródło:http://www.gwc.maricopa.edu/class/bio201/parkn/jcadis51.htm

5. Głowa jądra ogoniastego Jądro ogoniaste Skorupa Wzgórze Gałka blada Ciało jądra ogoniastego Jądro nisko- wzgórzowe Ogon jądra ogoniastego Istota czarna

6. Powiązania („obwody”) czołowo-striatalne B.Pętla motoryczna A.Pętla poznawcza C.Pętla limbiczna (emocje) Jądro ogoniaste Jądro ogoniaste Wzgórze Wzgórze Wzgórze Skorupa Skorupa Skorupa Istota czarna Istota czarna Istota czarna GPe - Gałka blada część boczna, GPi – gałka blada częśc przyśrodkowa Żródło: Rodriguez-Oroz M.C., Jahanshahi M., Krack P., Litvan I., Macias R., Bezard E., Obeso J.A.: Initial clinical manifestations of Parkinson’s disease: features and pathophysiological mechanisms. The Lancet Neurology. 2009, 8, 1128 – 1139

7. Ciała i neuryty Lewy’ego w istocie czarnej Żródło:http://en.wikipedia.org/wiki/File:Lewy_bodies_(alpha_synuclein_inclusions).svg

8. Stadium 4 Zmiany w korze starej i dawnej (allocortex – gł. kora węchowa) oraz kora pośrednia (mesocortex – w płacie skroniowym) bez zmian w korze nowej. Do tego momentu dominują głównie objawy ruchowe w PD Stadium 5 Zmiany obejmują korę nową (neocortex), w szczególności trzeciorzędową asocjacyjną korę okolic sensorycznych i kojarzeniową korę przedczołową. Stadium 6 Zmiany pojawiają się w drugorzędowej i, okazjonalnie, pierwszorzędowej sensorycznej korze kojarzeniowej zaśrodkowo oraz w okolicach przedruchowych w płacie czołowym. Okazjonalnie zmiany widoczne są też w polach projekcyjnych i korze ruchowej. Stadium 3 Część zbita istoty czarnej, jądro środkowe ciała migdałowatego, jądro konarowomostowe nakrywki, jądro brzuszne Meynerta, jądro pasma przekątnego. Stadium 2 Jądra ogonowe szwu, jądro siatkowate wielkokomórkowe, miejsce sinawe. Stadium 1 jądra grzbietowe nerwów IX i X w rdzeniu przedłużonym, jądro wielkokomórkowe tworu siatkowatego, jądro węchowe przednie Żródło: Braak H., Del Tredici K., Rüb U., de Vos R.A.I., Jansen Steur E.N.H., Braak E.: Staging of brain pathology related to sporadic Parkinson’s disease. Neurobiol Aging. 2003, 24, 197 – 211.

9. Charakterystyka zaburzeń funkcji poznawczych poprzez użycie kategorii o szerokim znaczeniu: Otępienie: • W populacji pacjentów wykazuje się zwykle 24‑31% osób spełniających kryteria diagnostyczne otępienia • W badaniach z długim czasem obserwacji chorych szansa na rozwinięcie się otępienia u badanego wynosi ok. 80% (różnice w stosunku do oszacowań podanych wyżej wyjaśnia śmiertelność badanych – nie u wszystkich otępienie zdąży się rozwinąć) • Charakter zaburzeń różni się od choroby Alzheimera - spodziewać się można dominacji zaburzeń funkcji wykonawczych, funkcji uwagi i czynności wzrokowo-przestrzennych nad (również obserwowanymi) zaburzeniami pamięci odroczonej, przy braku głębokich zaburzeń funkcji językowych. Łagodne zaburzenia funkcji poznawczych (Mild Cognitive Impairment –MCI): • Częstość występowania MCI wśród chorych z PD oceniano na około 19-38%, lub nawet na 21-62%. • U pacjentów nowo rozpoznanych i dotąd nieleczonych częstość występowania MCI oceniana jest na 14,8 do 18,9% • Formy: (1) Postać amnestyczna, z zaburzeniami obejmującymi pogorszenie pamięci, i (2) nieamnestyczną (w której zaburzenia obejmują inne niż pamięć domeny funkcjonowania poznawczego). Dodatkowo uzupełniono ten podział rozgraniczeniem pomiędzy (1) wybiórczą i (2) uogólnioną postacią MCI • W chorobie Parkinsona obserwuje się najczęściej wybiórcze, nieamnestyczne postacie MCI 

10. Zaburzenia funkcji poznawczych można też charakteryzować szczegółowo, poprzez analizę poszczególnych czynności. W PD obserwuje się najczęściej: • Zaburzenia funkcji wykonawczych • Zaburzenia deklaratywnych form pamięci i uczenia się • Zaburzenia pamięci niedeklaratywnej (uczenie się proceduralne i probabilistyczne) • Zaburzenia złożonych form programowania czynności motorycznych • Zaburzenia funkcji przestrzennych

11. Funkcje wykonawcze. Omówione zostaną: • Aktualizacja zasobów poznawczych w kontekście wykonywanego zadania • Planowanie • Kontrola poznawcza • Pamięć operacyjna

12. Aktualizacja zasobów poznawczych Fluencja słowna korelowała w zgodny z założeniami sposób z aktywnością transportera dopaminowego w jądrze ogoniastym oraz z metabolizmem glukozy w grzbietowobocznej korze przedczołowej i przedniej części zakrętu obręczy. Co więcej, wykazano jednocześnie związek pomiędzy zaburzeniami transportu dopaminy w jądrze ogoniastym a obniżonym metabolizmem glukozy w wymienionych strukturach korowych (pacjenci de novo). Żródło: Polito C., Berti V., Ramat S., Vanzi E., De Cristofaro M.T., Pellicanò G., Mungai F., Marini P., Formiconi A.R., Sorbi S., Pupi A.: Interaction of caudate dopamine depletion and brain metabolic changes with cognitive dysfunction in early Parkinson’s disease. Neurobiol Aging. 2012, 33, 29–39.

13. U pacjentów z dłuższym stażem choroby związki prób fluencji i perfuzji mózgowej ujawniają się w okolicach lewoskroniowych oraz obustronnie w okolicach czołowych i ciemieniowych. Źródło: badania własne

16. Planowanie (przykładowa próba):

17. Kontrola poznawcza (na przykładzie próby interferencji)

18. NAZYWAJ KOLEJNO KOLORY WYRAZÓW czerwonyzielonyniebieskiżółty czarny zielonyniebieski czarny czerwonyżółtyżółty zielony czarnyczerwonyniebieskiczerwonyżółtyczerwonyniebieskizielonyczarny niebieski zielonyżółtyczarnyczarnyczerwonyczerwony zielony niebieskizielonyczarny czarny żółtyniebieskiczarnyżółtyczerwonyżółty czarny czerwony niebieskiczerwonyżółtyczerwonyniebieskizielony czarny żółty

20. Badania pamięci deklaratywnej • Ocenę tej czynności stosunkowo często wykonuje się przy użyciu prób, w których badany uczy się list słów • Porównując nasilenie zaburzeń pamięci i funkcji wykonawczych wykazano, że zaburzenia ma podobny odsetek chorych. Zaburzenia funkcji wykonawczych przejawia 60% pacjentów, 57% badanych ujawnia zaburzenia pamięci. • Niewielkie zaburzenia uczenia się obserwuje się nawet u nowozdiagnozowanych, jeszcze nie leczonych pacjentów • Zaburzenia dotyczą zarówno procesów odtwarzania jak i rozpoznania, co więcej wskazuje się na znaczące pogarszanie się czynności pamięci w badaniach podłużnych

21. Niedeklaratywne formy uczenia się: • Pamięć proceduralna – uczenie się procedur • Uczenie się probabilistyczne

22. Badania czasu reakcji seryjnej: Badany ma za zadanie reagować na pojawienie się znaku naciśnięciem właściwego przycisku. Kolejność pojawiania się znaków jest tylko pozornie losowa, w istocie zaś, w powtarzającej się "pętli" ukazuje się stała sekwencja kolejnych bodźców (np. dziesięciu). Jeśli zachodzi nieświadome proceduralne uczenie się tej sekwencji, z każdym kolejnym jej powtórzeniem skraca się czas reakcji naciśnięcia właściwego przycisku po bodźcu wzrokowym. Po fazie uczenia sekwencji następuje faza, w której prezentacja bodźców staje się całkowicie losowa i nie zawiera powtarzających się ciągów reakcji. Miarą efektywności uczenia się proceduralnego jest różnica pomiędzy czasem reakcji przy losowej prezentacji bodźców a czasem reakcji podczas prób uczenia się sekwencji. Źródło ryciny: Conde V., Altenmüller E., Villringer A., Ragert P.: Task-irrelevant auditory feedback facilitates motor performance in musicians. Frontiers in Psychology. 2012, 3.

23. Uczenie się procedur motorycznych: Pierwsza sekwencja Druga sekwencja (sekwencje poglądowe - zadanie zmieniono aby uniknąć wyuczenia się metody przez potencjalnych badanych)

24. Źródło: Badania własne

25. Uczenie się probabilistyczne

26. Tablica prawdopodobieństw CZY BĘDZIE SŁOŃCE CZY DESZCZ? % % PRAWIDŁOWO % % SŁOŃCE Deszcz % % % % Żródło: Foerde K., Shohamy D.: The role of the basal ganglia in learning and memory: Insight from Parkinson’s disease. Neurobiology of Learning and Memory. 2011, 96, 624 – 636.

27. Zaburzenia funkcji wzrokowo-przestrzennych: Zadania umysłowej rotacji: Słabsze rozpoznawanie twarzy: Problemy w rozpoznawaniu kształtów: Problemy w oszacowaniu nachylenia linii: (ryciny poglądowe, nie pochodzą z realnie stosowanych testów)

28. Zaburzenia programowania złożonych czynności motorycznych.Zaburzenia szczególnie nasilają sie gdy: • wymagane jest wyuczenie się sekwencji czynności • zadanie wymaga jednoczesnego uruchomienia różnych czynności  • należy przełączać się pomiędzy dwoma lub więcej programami działania • zadanie uruchamia programy motoryczne o charakterze konfliktowym lub zewnętrzne dystraktory indukują wyzwolenie innej reakcji niż oczekiwana  (wiele badań dotyczy tu ruchów oka i umiejętności wykonania czynności odwrotnej niż automatyczne skierowanie wzroku na pojawiający się przedmiot) • raz wybrany program musi zostać zmodyfikowany w trakcie czynności • czynność wynika z przesłanek wewnętrznych, a nie z zewnętrznych czynników wyzwalających • pozbawi się osobę z chorobą Parkinsona wizualnej kontroli nad działaniem i uczenie realizowane jest w oparciu o propriorecepcję, co ogranicza świadomą kontrolę (w tym ostatnim przypadku sugerowano interpretację alternatywną, odwołującą się do zaburzeń w odbiorze, integracji lub wykorzystaniu informacji kinestetycznej związanej z kontrolą motoryki)