Verhaltens- und bildgebende Untersuchungen zur Rolle des striatalen und frontalen Dopamins für kognitive Flexibiltiät und Stabiliseriung bei Parkinson-Patienten und gesunden Probanden
Final Report Abstract
Neben motorischen Symptomen setzen kognitive Defizite bereits in frühen Phasen des idiopathischen Parkinson-Syndroms ein, das durch den Niedergang dopaminerger Versorgung verursacht wird. Im Rahmen des Konzepts der Prädiktion als einem allgemeinen Prinzip der Funktionsweise des Gehirns wird das Dopamin-Signal als Ausdruck eines Vorhersagefehlers aufgefasst, der eine Verhaltensadaptation erfordert. Hierbei spannen Flexibilität und Stabilität als scheinbar antagonistische Grundleistungen der Prädiktion den Rahmen der Einzelleistungen auf, die im IPS als beeinträchtigt angenommen werden: Entweder werden Erwartungen als Reaktion auf unerwartete Veränderungen der Umgebung modifiziert oder vor einer Modifikation geschützt. Unsere Magnetresonanztomographie-Studien ergaben, dass Aktivität in dopaminergen Arealen eine entscheidende Rolle im Umgang mit solchen relevanten und irrelevanten Vorhersagefehlern spielen. Diese sind einerseits in der Kodierung der jeweiligen Reaktion auf Vorhersagefehler involviert (behaviorale Aktivierung oder Inhibierung), andererseits aber auch in der Anpassung der Vorhersage in bestimmten Umgebungen, in denen spezifische Anforderungen an entweder stabileres oder flexibleres Verhalten gestellt werden. Eine Beeinträchtigung sowohl der Stabilität als auch der Flexibilität der Prädiktion beim IPS steht mit spezifischen strukturellen zerebralen Veränderungen im Zusammenhang. Unterschiede in der durch die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Reizes (Surprisal) modulierten Aktivität zwischen Patient*innen und Kontrollen deuten hin auf Schwierigkeiten in der Anpassung an Umgebungen, in denen relevante bzw. irrelevante Veränderungen jeweils mit unterschiedlicher Häufigkeit auftreten. Überraschend erscheint insbesondere das Ergebnis, dass Patient*innen mit und ohne Medikation keine Unterschiede in der Performanz und dem funktionellen Aktivitätspattern zeigen, was sich entweder auf methodische Schwierigkeiten zurückführen lässt oder darauf hinweist, dass eine medikamentöse Einstellung der Patient*innen kognitive Beeinträchtigungen stärker berücksichtigen sollte. Ein verbessertes Verständnis der Prädiktionsleistung im IPS als einer Schnittstelle zwischen motorischen und kognitiven (Dys-)Funktionen ist daher nicht nur von grundlagenwissenschaftlicher Bedeutung, sondern kann auch direkten Einfluss nehmen auf eine Optimierung der Parkinson-Therapie.
Publications
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Trempler, I., Bürkner, P. C., El-Sourani, N., Binder, E., Reker, P., Fink, G. R., Schubotz, R. I.
