Das idiopathische Parkinson-Syndrom als Netzwerkerkrankung: Methodenetablierung und Analyse von oszillatorischer Aktivität neuronaler Netzwerke in Tiermodellen

Hintergrund: Das idiopathische Parkinsonsyndrom (IPS) wird zunehmend als Netzwerkerkrankung mit gestörter oszillatorischer Aktivität in der Kortex-Basalganglien- Schleife verstanden. Untersuchungen an Patienten mit IPS, die mittels Tiefer Hirnstimulation behandelt werden, zeigten in den lokalen Feldpotentialen (LFPs) im kortiko-basalganglionären Netzwerk gesteigerte Aktivität im Beta-Frequenzbereich, sog. Beta-Oszillationen. Neuere Studien legen einen Zusammenhang von Beta-Oszillationen und Akinese nahe, der jedoch durch tierexperimentelle Studien mit akuter Dopamindepletion ohne gesteigerte Beta-Oszillationen in Frage gestellt wird. Zu den wichtigsten therapeutischen Pharmaka, Levodopa und Dopaminagonisten, besteht die Hypothese, dass diese neben ihrem klinisch unterschiedlichen Wirkprofil auch verschiedene Effekte auf die oszillatorische Netzwerkaktivität in primärem Motorkortex und Basalganglien haben. Methodik: Es erfolgte die Etablierung einer Methode zur simultanen extrazellulären elektrophysiologischen Ableitung aus primärem Motorkortex, Nucleus subthalamicus und Substantia nigra pars reticulata in IPS-Tiermodellen der Ratte. Dabei wurden LFPs und Multi-Unit-Aktivität (MUA) in Urethan-Narkose registriert. Neben motorischen Verhaltensuntersuchungen wurde die oszillatorische Netzwerkaktivität im akuten Reserpin-Modell und chronischen 6-Hydroxydopamin-Modell (6-OHDA) vergleichend analysiert, ebenso wurde die Modulation dieser Oszillationen durch aufsteigende Dosen Apomorphin als Dopaminagonisten und Levodopa im 6-OHDA-Modell betrachtet. Ergebnisse: Die Reserpin- und 6-OHDA-Behandlung führten zu erheblicher Akinese. Mit einem neu entwickelten experimentellen Ansatz war es möglich, LFPs und MUA simultan aus mehreren Strukturen eines neuronalen Netzwerks in vivo abzuleiten. Erhöhte Beta- Oszillationen konnten in den Basalganglien beider Parkinson-Modelle nachgewiesen werden, aber nur das 6-OHDA-Modell zeigte eine Beteiligung des primären Motorkortex. Levodopa unterdrückte gesteigerte Beta-Oszillationen im 6-OHDA-Modell effektiver als Apomorphin, auch steigerte es bewegungsfördernde Gamma-Oszillationen stärker. Schlussfolgerung: Gesteigerte Beta-Synchronität kam in zwei Parkinson-Modellen mit akutem oder langsam-progredientem Dopaminmangel vor. Dies unterstützt die Hypothese, dass erhöhte Beta-Oszillationen und Akinese unabhängig von der zeitlichen Entwicklung eines Dopamindefizits pathophysiologisch zusammenhängen und hebt deren Bedeutung als Biomarker für die adaptive Tiefe Hirnstimulation hervor. Die unterschiedliche Wirkung auf Beta- und Gamma-Oszillationen von Levodopa und Apomorphin könnte für ihr unterschiedliches Wirk- und Nebenwirkungsprofil verantwortlich sein.

Author dc:creator

• Haumesser, Jens Kersten

• Parkinson's disease
• oscillatory activity
• 6-hydroxydopamine
• network disorder

Licence dc:rights.uri

• http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen

Language dc:language

ger

Identifier URI

http://dx.doi.org/10.17169/refubium-25986

OAI record oai:identifier

https://refubium.fu-berlin.de/oai/request?verb=GetRecord&metadataPrefix=dim&identifier=oai%3Arefubium.fu-berlin.de%3Afub188%2F26226