歩行時の皮質活性化はパーキンソン病の運動サブタイプによって異なるのか？

Is cortical activation during walking different between Parkinson's disease motor subtypes?

• Diego Orcioli-Silva
• Rodrigo Vitório
• Victor Spiandor Beretta
• Núbia Ribeiro da Conceição
• Priscila Nóbrega-Sousa
• Anderson de Souza Castelo Oliveira
• Lilian Teresa Bucken Gobbi

抄録

パーキンソン病（PD）は、しばしば振戦優性（TD）と姿勢不安定歩行障害（PIGD）のサブタイプに分類されます。大脳皮質下/皮質経路の変性はPDサブタイプ間で異なるため、運動行動の違いにつながります。しかし、PDサブタイプが歩行時の皮質活動に及ぼす影響については、まだ十分に理解されていない。そこで我々は、PDサブタイプの運動行動が障害物のない歩行時や障害物回避時の大脳皮質活動に与える影響を調べることを目的とした。PIGD患者17名、TD患者19名を対象に、非障害物歩行と障害物回避の条件を実施した。脳活動はモバイルfNIRS-EEGシステムを用いて測定し、歩行パラメータは電子カーペットを用いて解析した。前頭前野（PFC）の酸素化ヘモグロビン（HbO2）濃度と、FCz, Cz, CPz, Ozチャネルのα, β, ガンマバンドからの脳波絶対パワーを算出した。これらの脳波チャンネルは、それぞれ補助運動野、一次運動野、後頭頂皮質、視覚野に対応している。PIGD患者では、歩行状態にかかわらず、TD患者よりもPFCの活動が高かった。TD患者では障害物回避時に障害物がない場合に比べてCzチャネルのβパワーが低下していた。TD患者もPIGD患者もFCzとCPzチャネルのαとβのパワーが低下していた。結論として、PIGD患者は歩行のためにPFCから追加の認知資源を獲得する必要がある。TD、PIGDともに障害物回避時のバランス制御を維持するための運動・感応運動領域の脳領域の活性化に変化が見られ、TDでは障害物回避のための運動領域（Czチャネル）にさらなる変化が見られた。

Parkinson's disease (PD) is often classified into tremor dominant (TD) and postural instability gait disorder (PIGD) subtypes. Degeneration of subcortical/cortical pathways is different between PD subtypes, which leads to differences in motor behaviour. However, the influence of PD subtype on cortical activity during walking remains poorly understood. Therefore, we aimed to investigate the influence of PD motor subtypes on cortical activity during unobstructed walking and obstacle avoidance. Seventeen PIGD and 19 TD patients performed unobstructed walking and obstacle avoidance conditions. Brain activity was measured using a mobile fNIRS-EEG system, and gait parameters were analyzed using an electronic carpet. Concentrations of oxygenated hemoglobin (HbO2) of the prefrontal cortex (PFC) and EEG absolute power from alpha, beta, and gamma bands in FCz, Cz, CPz, and Oz channels were calculated. These EEG channels correspond to supplementary motor area, primary motor cortex, posterior parietal cortex, and visual cortex, respectively. PIGD patients presented higher PFC activity than TD patients, regardless of the walking condition. TD patients presented reduced beta power in the Cz channel during obstacle avoidance compared to unobstructed walking. Both TD and PIGD patients decreased alpha and beta power in the FCz and CPz channels. In conclusion, PIGD patients need to recruit additional cognitive resources from the PFC for walking. Both TD and PIGD patients presented changes in the activation of brain areas related to motor/sensorimotor areas in order to maintain balance control during obstacle avoidance, being that TD patients presented further changes in the motor area (Cz channel) to avoid obstacles.

© The Author(s) 2020. Published by Oxford University Press on behalf of The Gerontological Society of America. All rights reserved. For permissions, please e-mail: journals.permissions@oup.com.