Der Einfluss von Levodopa auf implizite Lernleistungen bei Patienten mit Morbus Parkinson

Abstract

In zahlreichen Studien zum Belohnungslernen konnte gezeigt werden, dass Dopamin Verhaltensweisen verstärkt, die für das Individuum positive Konsequenzen haben. Ob und, wenn ja, welche Funktionen Dopamin in Lernsituationen hat, in denen Handlungen weder belohnt noch negativ bewertet werden, ist allerdings noch unklar. In der vorliegenden Studie wurde der Einfluss von Dopamin auf Feedback-unabhängiges, implizites Lernen unter der grundsätzlichen Annahme analysiert, dass Lernmodulation durch Dopamin allgemein und nicht ausschließlich im Kontext bewusst erlebter Verhaltensgratifikation oder -sanktion stattfindet. Dazu bearbeiteten nebst gesunden Kontrollprobanden Levodopa-behandelte Parkinsonpatienten im medikamentösen OFF und ON zwei Aufgaben. Den Probanden wurden wiederholt vier gleichhäufige Stimuli in pseudorandomisierter Reihenfolge präsentiert. Einer dieser Stimuli fungierte als Zielreiz‚ dem während einer ‚Konditionierungsphase’ zunächst immer der gleiche Stimulus (Precue) vorausging. In der nachfolgenden ‚Dekonditionierungsphase’ wurde diese Precue- Zielreiz-Kopplung aufgehoben, ohne dass dieses Schema den Teilnehmern bewusst (gemacht) wurde. In der Go-Aufgabe sollte nach Erscheinen des Zielreizes ein Tastendruck erfolgen, während keine Reaktion nach allen anderen Stimuli gefordert war. In der Nogo-Aufgabe sollte nach jedem nicht-Zielreiz ein Tastendruck erfolgen, während nur nach Erscheinen des Zielreizes der Tastendruck unterdrückt werden sollte. Kernergebnis der Untersuchung war, dass die Aufgabenperformanz von Patienten im OFF der von gesunden Kontrollprobanden ähnelte, sich jedoch deutlich von der Performanz im ON unterschied: Patienten im OFF und Kontrollprobanden zeigten einen Fehleranstieg in der Dekonditionierungsphase der Nogo-Aufgabe, während sich im Verlauf der Go- Aufgabe keine Unterschiede der Fehlerrate entwickelten. Umgekehrt trat ein Fehleranstieg bei Patienten im Levodopa-ON nur in der Dekonditionierungsphase der Go-Aufgabe auf, während dies in der Nogo-Aufgabe nicht der Fall war. Die Fehleranstiege in der Dekonditionierungsphase können in erster Linie als ‚Carry-Over-Effekte’ im Sinne der Fortführung von in der Konditionierungsphase erlernten Verhaltensmustern verstanden werden. Die Modulation dieser Effekte durch Levodopa-Medikation weist darauf hin, dass die Verfügbarkeit von Dopamin das Erlernen ‚neutraler’, also weder belohnter noch sanktionierter, Verhaltensweisen beeinflusst. Die differentiellen Effekte in Go- versus Nogo- Aufgabe wurden als Hinweis darauf verstanden, dass hohe Spiegel (in erster Linie innerhalb des dopaminergen mesokortikalen Systems) in pro-exekutiven Zusammenhängen (Go-Aufgabe) ‚habituelles’ Verhalten verstärken, während sie ─ entsprechend Ergebnissen aus dem Bereich des Belohnungslernens ─ implizite Lernleistungen eher abschwächen, sofern eine inhibitorische Leistung zu erbringen ist (Nogo-Bedingung). Aus klinischer Sicht ist diese Interpretation vor allem hinsichtlich verstärkter Passivität von Parkinsonpatienten von modellhaftem Interesse. Entsprechenden Verhaltensweisen könnten demnach ─ nebst Krankheits-inhärenten ─ auch erlernte Faktoren zugrunde liegen, da dopaminerge Medikation in allen selektiven Handlungszusammenhängen (in denen auf nur einen aus vielen ‚neutralen’ Reizen zu reagieren bzw. zu handeln ist) das inaktive Grundverhalten verstärken würde.

Several studies investigating the effect of Levodopa on reward-based learning in Patients with Parkinson’s disease (PD) showed a Levodopa-dependent reinforcement of behaviors resulting in positive consequences for the individual. Whether an impairment of reward - independent implicit learning in PD is linked to dopaminergic medication or to the disease itself remains uncertain. In This study we analyzed the performance of 16 PD patients on and off Levodopa monotherapy and a healthy control group of 14 volunteers in two implicit learning tasks. In both tasks, four different stimuli were presented on a computer screen in pseudorandmized order. One of the stimuli was marked as a Target - Stimulus. In the first task, called the “Go” task, participants were instructed to perform a button press only whenever a Target stimulus appeared. On the appearance of the other three stimuli the button press had to be withheld. In the second task, called the “Nogo” task the button press had to be withheld on the appearance of the target stimulus, whereas it had to be performed after every non-target stimulus. During a set of 120 stimuli, called conditioning – sequence, the target was always preceded by the same non- target, called precue. Thereafter, a set of 40 stimuli, called deconditioning sequence, without precue-target coupling followed. The overall number of conditioning - deconditioning blocks was 5, so one task consisted of 800 stimuli. Our results showed that, once off levodopa, Patients did not perform significantly different than the participants in the control group. However, on levodopa patients made significantly more omission - mistakes in the deconditioning – sequence of the Go-task and significantly less commission – mistakes in the Nogo task than participants in the control group. These results indicate that the substitution of Levodopa in PD influences implicated learning in a way that promotes passive behavior under pro-executive conditions.