Einfluss der Tiefen Hirnstimulation im Nucleus subthalamicus auf emotionale Inhalte der Entscheidungsfindung bei Patienten mit idiopathischem Parkinsonsyndrom

Abstract

Deep brain stimulation is an effective therapy of progredient Parkinson’s disease (PD). Moreover it enables us to investigate the physiologic and pathophysiologic processes of the basal ganglia networks. Basal ganglia are known for their crucial role in motor functions, but are also involved in limbic and associative loops (Albin et al., 1989). Via those functional connections basal ganglia influence learning, decision making and perception of conflicts. A central structure in this network is the nucleus subthalamicus (STN) which is one of the best approved targets for deep brain stimulation (DBS) in Parkinson`s disease. This work analyses the influence of DBS in the STN on the function of the associative and limbic loop in conflict situations. Therefore we developed a behavioral paradigm which simultaneously addresses emotional and cognitive processes. We examined PD patients with DBS turned on (ON-DBS) as well as turned off (OFF-DBS), the resulting data were compared to healthy controls. Concerning the mean reaction times our results support former studies, Parkinsonian patients reacted faster in the ON-DBS state than in the OFF-DBS state, the shortest reaction times were performed by healthy controls (Neumann et al., 2018). Comparing the different conflict conditions of the paradigm the emotional valence of the words seemed to have a subsidiary influence. We took the increase of reaction time as an indicator for the perception of conflict. Regarding the differences in conflict perception between the patients in ON-DBS state and OFF-DBS state compared to healthy controls we observed the highest perception of conflict in healthy controls and the lowest in PD patients in ON-DBS state.

Die Tiefe Hirnstimulation ist eine effektive Therapie der fortgeschrittenen Stadien des idiopathischen Parkinsonsyndroms (IPS). Darüber hinaus ermöglicht sie die weitere Erforschung der physiologischen und pathophysiologischen Vorgänge in den Netzwerken der Basalganglien. Diese erfüllen nicht nur rein motorische Funktionen, sondern sind auch in limbische und assoziative Basalganglienschleifen eingebunden (Albin et al., 1989). Auf diesem Weg beeinflussen die Basalganglien unter anderem das Lernverhalten, die Entscheidungsfindung und die Konfliktwahrnehmung. Eine entscheidende Struktur in diesem vielseitigen Netzwerk ist der Nucleus subthalamicus (STN), der gleichzeitig eines der am besten etablierten Zielgebiete der tiefen Hirnstimulation beim Idiopathischen Parkinsonsyndrom (IPS) ist. In dieser Arbeit soll der Einfluss der Tiefen Hirnstimulation im Nucleus subthalamicus auf das Zusammenspiel der assoziativen und limbischen Schleife in Konfliktsituationen betrachtet werden. Um diese Thematik zu adressieren, nutzen wir ein behaviorales Paradigma, das gleichzeitig emotionale und kognitive Prozesse adressiert. Es wird bei Patienten mit IPS bei ein- und ausgeschalteter THS im STN angewandt, die erhaltenen Daten werden mit denen gesunder Probanden verglichen. Dabei können die Ergebnisse bestehender Studien bestätigt werden, die zeigen, dass die Reaktionszeiten bei den Patienten mit eingeschalteter THS kürzer ausfallen als mit ausgeschalteter Stimulation. Am schnellsten reagiert haben die gesunden Probanden(Neumann et al., 2018). Bezüglich der verschiedenen Konfliktbedingungen innerhalb des Paradigmas scheint die emotionale Valenz eines Wortes eine untergeordnete Rolle gegenüber dem zuvor erlernten Belohnungsreiz einzunehmen. Wir setzten den Anstieg der Reaktionszeit mit der Wahrnehmung von Konfliktsituationen gleich. Diesbezüglich zeigten sich Unterschiede zwischen den Gruppen: am stärksten war die Konfliktwahrnehmung bei den gesunden Probanden, am geringsten bei den Parkinsonpatienten mit eingeschalteter Tiefer Hirnstimulation.