Hvordan skaber Parkinsons sygdom motoriske problemer?

Sygdom og behandling 7. mar 2021 4 min Professor and Head Hartwig Siebner Skrevet af Kristian Sjøgren

Ny dansk forskning har undersøgt, hvad der går galt i hjernen, når folk har Parkinsons sygdom. Forskningsresultatet kan benyttes til mere præcist at stimulere hjernen for at lindre symptomerne på sygdommen.

Parkinsons er en neurodegenerativ sygdom, som rammer førligheden hos den berørte hårdt.

Gennem årene har forskellige forskergrupper fra hele verden forsøgt at kortlægge, hvad der helt præcist sker i hjernen under Parkinsons sygdom, men resultaterne har peget i forskellige retninger.

Det forsøger danske forskere nu at rette op på med en stor metaanalyse af en række tidligere studier.

Metaanalysen viser meget klart, hvor i hjernen det går galt, når folk udvikler Parkinsons, og hvad der helt præcist sker. Forskningsresultatet gør også forskere klogere på, hvor man kan sætte ind med behandling for at forsøge at lindre symptomerne på sygdommen, og antyder hvorfor nogle patienter kan udvikle bivirkninger, eksempelvis ufrivillige bevægelser, ved behandling med medicin mod Parkinsons.

”Det spændende ved Parkinsons sygdom er, at hjerneceller dør ét sted i hjernen, for eksempel i dybden af hjernen, mens de kliniske symptomer opstår et andet sted, eksempelvis i hjernens motoriske netværk. Her er vi blevet meget klogere på det område, hvor Parkinsons sygdom opstår,” forklarer den ledende forsker bag studiet, professor i præcisionsmedicin ved Hvidovre Hospital Hartwig Siebner.

Forskningsresultatet er offentliggjort i Movement Disorders.

Ved Parkinsons fungerer hjernens motoriske dele ikke optimalt

Parkinsons sygdom er resultatet af manglende kommunikation mellem forskellige dele af hjernen, især dem som styrer vores bevægelser.

Den del af hjernen, der kaldes substantia nigra, faciliterer normal kommunikation i motornetværket ved at sende dopamin mod den del af hjernen, der kaldes striatum. Striatum består af nerveceller i dybden af hjernehalvkuglerne og modtager input fra hjernebarken. Sammen med andre hjernestrukturer danner cortex og striatum en funktionel sløjfe, hvor de kortikale signaler filtreres: relevante signaler forstærkes og sendes tilbage til cortex, mens irrelevante signaler undertrykkes. Denne forstærkning afhænger kritisk af dopaminsignalet fra substantia nigra til striatum, hvilket gør dopaminsignalet til et forstærknings- og opmuntringssignal, der giver drivkraft til vores handlinger. Eksempelvis hjælper et dopaminsignal i motornetværket dig, når du scroller ned for at læse mere af denne artikel.

”I Parkinsons sygdom er dopaminsignalet genereret i substantia nigra meget svagere. Dette resulterer i en dysfunktion i motornetværket, og bevægelser bliver langsommere og mere besværlige,” forklarer Hartwig Siebner.

Samlet data på 571 patienter

Forskere kan ved hjælp af funktionel MR-scanning eller andre avancerede scanningsmetoder få et indblik i, hvad der sker i hjernen, når den motoriske del ikke fungerer, som den skal.

Det kan forskerne gøre ved at skanne hjernen hos personer med Parkinsons, samtidig med at de beder dem om at udføre motoriske opgaver, eksempelvis bevæge fingrene på en bestemt måde. Derved kan forskerne se, hvilke områder i hjernen der er aktive, ikke-aktive og overaktive.

I det nye studie har Hartwig Siebner med sine kollegaer lavet en analyse af 39 tidligere studier, hvor forskellige grupper af forskere fra hele verden har skannet hjernen på samlet set 571 patienter med Parkinsons.

”Studierne har de seneste 30 år givet forskellige resultater, men i det samlede datasæt kan vi se, at der er et mønster, som ser konsistent ud. Vi samlede resultaterne af disse studier. Det gjorde, at vi kunne bruge et meget stort datasæt med mange hundrede mennesker for at bestemme, hvilke hjerneområder der er aktive, når forsøgspersonerne bliver bedt om at udføre motoriske opgaver,” siger Hartwig Siebner.

Hjernens dele mangler dopamin til at kommunikere med hinanden

Metaanalysen viser for det første, at der ved Parkinsons er underaktivitet i motordelen af striatum. Det skyldes ifølge Hartwig Siebner, at der mangler dopamin til at aktivere området.

”Utilstrækkelig dopaminsignalering fra substantia nigra til striatum reducerer motorstriatumets indgreb, når folk genererer en bevægelse,” siger han.

Denne underaktivitet af motorstriatum blev gengældt med en svagere aktivering af motorområder i cortex under bevægelser, mens andre kortikale områder blev overaktiveret.

Hartwig Siebner siger, at de underaktiverede regioner er kendt for at generere og udføre bevægelser, mens de overaktiverede regioner er mere forbundet med kognitive aspekter af bevægelseskontrol og overvåger udførelsen af bevægelser.

Nedregulering af udøvende aktivitet i motorområdet i hjernebarken giver god mening, fordi substantia nigra og striatum er mindre aktive og ikke styrker hjerneaktivitet relateret til bevægelse. Opreguleringen af kognitive overvågningsområder afspejler sandsynligvis et forsøg på at kompensere for dopaminunderskuddet og opretholde tilstrækkelig motoraktivitet, men dette kræver yderligere undersøgelse.

”Når den motoriske del af hjernen bliver mindre aktiv, kompenserer hjernen ved at engagere kortikale regioner, der styrer vores bevægelser baseret på information fra vores øjne og andre sanser. Når nogen kører en bil, skal de både styre og holde øje med vejen. Hvis drejning af rattet bliver vanskeligere, fokuserer føreren automatisk tættere på rattet og vejen, og dette fører til mere sensorisk aktivitet i hjerneområder, der kan bruge denne sensoriske information til at justere vores bevægelse,” forklarer Hartwig Siebner.

To systemer i spil i hjernen under Parkinsons sygdom

Hartwig Siebner fortæller, at studiet kommer med beviser for, at to forskellige systemer opererer i hjernebarken i forbindelse med motoriske problemer. Det ene er opreguleret, mens det andet er nedreguleret.

Den opdagelse har ifølge forskeren praktiske implikationer, fordi det kan være med til at forklare nogle af de bivirkninger, som patienter med Parkinsons sygdom kan opleve ved behandling.

Som eksempel oplever nogle personer i behandling med dopamin for Parkinsons, at de får motoriske forstyrrelser, eksempelvis abnorme ufrivillige bevægelser, der ofte optræder ved fremskreden Parkinsons sygdom som bivirkning til antiparkinsonbehandling.

”Her peger vores resultater på, at det kan skyldes, at de allerede overaktive områder i hjernebarken stimuleres for meget, når patienten bliver behandlet med dopamin,” siger Hartwig Siebner.

Kan lede til bedre behandlinger af patienter

Hartwig Siebner arbejder selv med elektrisk hjernestimulation som behandling til patienter med Parkinsons, og her er forskningsresultatet også meget relevant. Forskningsresultatet peger nemlig på, at man som behandler skal være meget varsom med, hvilke områder i hjernebarken man stimulerer for ikke at komme til at stimulere de områder, der allerede er rigeligt med aktivitet i.

”Det kræver en mere tilpasset tilgang til den enkelte patient, hvor man sikrer sig, at man ikke kommer til at overstimulere de områder i hjernen, som allerede er meget aktive,” siger Hartwig Siebner.

Netop det sidste perspektiv skal Hartwig Siebner i et stort forskningsprojekt undersøge nærmere med henblik på at lave bedre behandlinger til patienter med Parkinsons.

”Forskningsresultatet er meget relevant, fordi det giver os et mål og et netværk, som vi skal forsøge at ramme med hjernestimulation. Vi skal vide, hvor vi skal stimulere, og det kan vi nu se. Jeg er meget begejstret for det her resultat og glæder mig til at se, om vi kan omsætte det til bedre behandlinger til patienter,” siger han.

Brain motor network changes in Parkinson’s disease: evidence from meta-analytic modeling” er udgivet i Movement Disorders. Hartwig Siebner modtog i 2016 støtte fra Novo Nordisk Fonden til projektet ”Unravelling Altered Dopaminergic Network Dynamics in the Midbrain and Striatum in Parkinson’s Disease with Ultra-high-field MRI”.

The DRCMR is one of the leading research centres in Europe within the field of biomedical MRI. A highly profiled international research team translate...

Dansk
© All rights reserved, Sciencenews 2020