Bei Patienten mit idiopathischem Parkinsonsyndrom (IPS) führt die tiefe Hirnstimulation (THS) im Nucleus subthalamicus (STN) in der Regel zu einer 60%igen Besserung der motorischen Defizite. Etwa 10–20% der Patienten entwickeln jedoch affektive Nebenwirkungen wie Depressionen, Apathie, aber auch Manie. Der Grund der affektiven Nebenwirkungen könnte an einer ungewollten Ausbreitung der Stimulation auf nicht-motorische Anteile des STN liegen, die in limbische Regelkreise eingebunden sind. Bisher ist es nicht gelungen, Patienten mit einer Prädisposition für die Entwicklung affektiver Störung unter der THS zu identifizieren. In der vorliegenden Arbeit wurde in zwei Experimenten die emotionale Reizverarbeitung im STN untersucht. 23 IPS- Patienten wurden präoperativ und 3 Monate nach kontinuierlicher STN-THS auf depressive Symptome anhand des Beck Depressions-Inventars (BDI) erfasst. Die Patienten nahmen einige Tage nach der Elektrodenimplantation an einem emotionalen Paradigma teil, bei dem affektive Bilder gezeigt wurden. Dabei konnte die Möglichkeit genutzt werden, lokale Feldpotentiale (LFP) über die THS-Elektroden abzuleiten. Die Ereignis-korrelierte Desynchronisation (ERD) im Alpha-Band (8–12 Hz) wurde als Maß der STNAktivität berechnet. Um den Einfluss von Dopamin auf die emotionale Verarbeitung zu untersuchen, nahmen 13 Patienten nach Einnahme von L-Dopa (ON) und 10 Patienten nach dopaminergem Entzug (OFF) an dem Experiment teil. In der ON-Gruppe ist die STN-Aktivität auf emotionale Bilder mit den BDI-Ergebnissen korreliert worden. Zwei wesentlich neue Erkenntnisse konnten hierbei gewonnen werden. (i) Dopamin moduliert die emotionale Verarbeitung im STN valenzspezifisch. Im ON zeigte sich eine deutliche Antwort im STN auf angenehme Stimuli, die im Gegensatz dazu im OFF nicht zu beobachten war. (ii) Die Änderung der ereigniskorrelierten Alpha-Aktivität zum Zeitpunkt der THS-Operation korrelierte mit den neuropsychiatrischen Testergebnissen 3 Monate nach kontinuierlicher THS. Die Verarbeitung von angenehmen Stimuli könnte bei IPS- Patienten von einem limbischen Netzwerk beeinflusst werden, dessen Funktion wesentlich von Dopamin abhängig ist. Die Ergebnisse deuten weiter darauf hin, dass die Alpha-ERD im STN als Antwort auf emotionale Stimuli als frühzeitiger Prädiktor für die Entwicklung affektiver Störungen während der THS-Therapie dienen könnte.
Deep brain stimulation (DBS) of the subthalamic nucleus (STN) in patients with Parkinson’s disease (PD) ameliorates motor symptoms by approximately 60%. However, about 10–20% of these patients develop affective disorders like depression, emotional lability, or mania. A possible explanation for these affective disorders may be current spread at the stimulation site, which also affects subthalamic subareas that are connected to non-motor loops. Also pre- operative presence of mood disorders and post-operative maladjustment to the new social situation have been discussed as possible risk factors for emotional disturbances. However, up to date, it is not possible to identify patients at risk pre-operatively. The present study approached emotional processing in the subthalamic area under experimental conditions. 23 PD patients undergoing DBS were assessed for depressive symptoms pre-operatively as well as 3 months after the DBS OP using the Beck Depression Inventory (BDI). An emotional paradigm using presentation of affective pictures was applied a few days after implantation of DBS electrodes. Local field potentials (LFP) from the STN area were recorded directly via DBS electrodes during the experiment. Event related desynchronisation (ERD) in the alpha band (8–12 Hz) was calculated as a measure of subthalamic activity. In order to evaluate the influence of dopamine on emotional processing, 13 PD patients were tested after intake of L-dopa (ON group), and 10 PD patients were tested after overnight withdrawal of dopamine (OFF group). Furthermore, in the ON group, the values of ERD in response to emotional stimuli were correlated to the BDI scores. Two main results were obtained: (i) Dopamine promoted valence- related subthalamic processing, which was reflected by a marked response on pleasant stimuli ON L-dopa; in the OFF state the subthalamic alpha-ERD was absent for pleasant stimuli. (ii) Changes in alpha band power ON L-dopa correlated significantly with the test results of the clinical neuropsychiatric evaluation. In summary, processing of positive emotional stimuli in PD may be influenced by a limbic network that crucially depends on dopamine for normal functioning. Moreover, the results suggest that the subthalamic alpha ERD in response to emotional stimuli could be used to predict depressive mood disturbances in PD patients with chronic STN DBS at an early stage.
