Il tremore e la bradicinesia del Parkinson potrebbero derivare da reti motorie diverse / Parkinson’s Tremor and Bradykinesia May Stem From Different Motor Networks
Il tremore e la bradicinesia del Parkinson potrebbero derivare da reti motorie diverse / Parkinson’s Tremor and Bradykinesia May Stem From Different Motor Networks
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Il morbo di Parkinson viene spesso trattato come un'unica patologia. Tuttavia, per gli oltre 1,1 milioni di persone che ne sono affette negli Stati Uniti, la malattia può manifestarsi in modo diverso da persona a persona. Una ricerca condotta da Aryn Gittis e colleghi della Carnegie Mellon University suggerisce che i sintomi più riconoscibili – tremore e rallentamento dei movimenti – siano il risultato di alterazioni in diversi circuiti motori del cervello, un'intuizione che potrebbe contribuire a spiegare perché le terapie attuali non siano ugualmente efficaci per tutti i pazienti.
Una mappatura più precisa dei circuiti cerebrali alla base di sintomi specifici potrebbe indirizzare i ricercatori verso terapie più adatte al modo in cui il Parkinson colpisce il singolo individuo.
Un centro di controllo del movimento nel cervello
Il gruppo di ricerca si è concentrato sul talamo motorio, una regione del cervello che funge da centro di coordinamento per il movimento. Trasmette segnali tra diverse parti del cervello che controllano i principali sistemi motori, inclusi i gangli della base – da tempo associati al morbo di Parkinson e oggetto di ricerca del laboratorio di Gittis – ed il cervelletto, che contribuisce alla messa a punto dei movimenti.
"Il talamo è un po' il punto di convergenza di tutto", ha detto Gittis. "Collega questi sistemi principali che controllano il nostro movimento."
Utilizzando due diversi modelli murini, i ricercatori sono stati in grado di confrontare l'attività cerebrale legata a sintomi distinti. Un modello, comunemente usato nella ricerca sul Parkinson, riproduce la perdita di dopamina che i pazienti affetti da Parkinson sperimentano e che rallenta i movimenti. L'altro, nuovo per il gruppo di Gittis, produce tremore, un effetto che la maggior parte dei modelli animali non ha.
Questa differenza si è rivelata importante e ha aperto nuove linee di ricerca, ha affermato Shruti Nanivadekar, prima autrice dell'articolo e neolaureata presso il programma di dottorato in Neuroscienze dei Sistemi del Neuroscience Institute ed il programma di formazione per scienziati medici dell'Università di Pittsburgh.
"Questo studio dimostra che i diversi sintomi del Parkinson possono derivare da circuiti cerebrali differenti", ha affermato Nanivadekar. "Questo è importante perché suggerisce che i trattamenti potrebbero dover mirare a questi circuiti in modo diverso."
Sintomi diversi, segnali diversi
Quando i ricercatori hanno registrato l'attività neurale nel talamo, hanno riscontrato chiare differenze tra i due modelli.
Nei topi con movimenti rallentati, noti come bradicinesia, l'attività anomala era diffusa in tutto il talamo, a testimonianza di un'ampia disfunzione nei circuiti motori. Nei topi con tremore, invece, la disfunzione era più localizzata, concentrata nelle regioni connesse al cervelletto.
"I modelli di attività appaiono diversi a seconda del sintomo", ha affermato Gittis. "Dai segnali neurali è possibile capire se un animale presenta tremore o movimenti rallentati."
I ricercatori hanno descritto il cervelletto, che riceve informazioni sensoriali, come un predittore del controllo motorio in tempo reale. Quando questo sistema non funziona correttamente, può creare un circolo vizioso di ipercorrezione che può produrre tremore. I risultati si aggiungono alle crescenti prove che il cervelletto svolge un ruolo importante nel tremore, ha affermato Gittis.
"Se il sistema cerca costantemente di correggere un movimento, può rimanere bloccato in questo continuo andirivieni", ha spiegato.
Perché i trattamenti per il Parkinson non funzionano allo stesso modo per tutti
Lo studio potrebbe anche contribuire a spiegare un annoso enigma clinico: perché i trattamenti comuni migliorano alcuni sintomi più di altri.
La maggior parte dei farmaci per il morbo di Parkinson agisce sulla dopamina, una sostanza chimica che influenza i gangli della base. Questi trattamenti sono spesso efficaci per la bradicinesia, ma meno affidabili per il tremore.
"Le terapie a base di dopamina funzionano molto bene per i movimenti lenti, ma per il tremore hanno un'efficacia variabile", ha affermato Gittis. "Questo suggerisce che non agiscono sul circuito neurale corretto per quel sintomo."
Un nuovo strumento per lo studio del tremore
La ricerca introduce un nuovo e prezioso strumento per lo studio del tremore. Poiché molti modelli animali del Parkinson si concentrano sulla perdita di dopamina e sul rallentamento dei movimenti, è stato più difficile esaminare il tremore in laboratorio.
"Questo ci offre un modo per studiare concretamente i circuiti alla base del tremore", ha affermato Gittis. "È qualcosa che non eravamo mai stati in grado di fare prima."
Nanivadekar ha acconsentito.
"Per i pazienti affetti da malattia di Parkinson a predominanza di tremore o bradicinesia, ora possiamo iniziare a comprendere i distinti schemi neurali alla base di questi sintomi. Ciò potrebbe in futuro contribuire a guidare terapie più mirate od a perfezionare interventi come la stimolazione cerebrale profonda", ha affermato.
"Le terapie a base di dopamina funzionano molto bene per i movimenti lenti, ma per il tremore hanno un'efficacia variabile", ha affermato Gittis. "Questo suggerisce che non agiscono sul circuito neurale corretto per quel sintomo."
Un nuovo strumento per lo studio del tremore
La ricerca introduce un nuovo e prezioso strumento per lo studio del tremore. Poiché molti modelli animali del Parkinson si concentrano sulla perdita di dopamina e sul rallentamento dei movimenti, è stato più difficile esaminare il tremore in laboratorio.
"Questo ci offre un modo per studiare concretamente i circuiti alla base del tremore", ha affermato Gittis. "È qualcosa che non eravamo mai stati in grado di fare prima."
Nanivadekar ha acconsentito.
"Per i pazienti affetti da malattia di Parkinson a predominanza di tremore o bradicinesia, ora possiamo iniziare a comprendere i distinti schemi neurali alla base di questi sintomi. Ciò potrebbe in futuro contribuire a guidare terapie più mirate o a perfezionare interventi come la stimolazione cerebrale profonda", ha affermato.
ENGLISH
Researchers found Parkinson’s tremor and slowed movement arise from different brain circuits.
Parkinson's disease is often treated as a single disorder. But for the more than 1.1 million people living with it in the United States, the disease can look different from one person to the next. Research from Carnegie Mellon University’s Aryn Gittis and colleagues suggests the most recognizable symptoms — tremor and slowed movement — result from disruptions in different motor circuits of the brain, an insight that could help explain why current treatments don’t work equally for all patients.
A better map of brain circuits behind specific symptoms could point researchers toward therapies that are more precisely matched to how Parkinson’s affects an individual person.
A movement hub in the brain
The research team focused on the motor thalamus, a region of the brain that acts as a communication hub for movement. It relays signals between different parts of the brain that control major motor systems, including the basal ganglia — long associated with Parkinson’s disease and an area of research for the Gittis lab — and the cerebellum, which helps fine-tune movement.
“The thalamus is kind of where everything comes together,” Gittis said. “It links these major systems that control how we move.”
Using two different mouse models, the researchers were able to compare brain activity linked to distinct symptoms. One model, commonly used in Parkinson’s research, mimics the dopamine loss Parkinson’s patients experience that slows movement. The other — new to Gittis’ team — produces tremor, something most animal models do not.
That difference proved to be important, and opened up new lines of research, said Shruti Nanivadekar, the paper’s first author and a recent graduate from the Neuroscience Institute’s Ph.D. in Systems Neuroscience Program and the Medical Scientist Training Program at the University of Pittsburgh.
“This study shows that different Parkinson’s symptoms may emerge from different brain circuits,” Nanivadekar said. “That’s important because it suggests treatments may need to target those circuits differently.”
Different symptoms, different signals
When the researchers recorded neural activity in the thalamus, they found clear differences between the two models.
In mice with slowed movement, known as bradykinesia, abnormal activity was widespread across the thalamus, reflecting broad disruption in motor circuits. But in mice with tremor, dysfunction was more localized, concentrated in regions connected to the cerebellum.
“The patterns of activity look different depending on the symptom,” Gittis said. “You can tell from the neural signals whether an animal has tremor or slow movement.”
The researchers described the cerebellum, which receives sensory information, as a predictor for real-time motor control. When that system goes awry, it can create a loop of overcorrection that may produce tremor. The findings add to growing evidence that the cerebellum plays an important role in tremor, Gittis said.
“If the system is constantly trying to fix a movement, it can get stuck in that back-and-forth,” she explained.
Why Parkinson’s treatments don’t work the same for everyone
The study may also help explain a longstanding clinical puzzle: why common treatments improve some symptoms more than others.
Most medications for Parkinson’s disease target dopamine, a chemical that affects the basal ganglia. These treatments are often effective for bradykinesia but less reliable for tremor.
“Dopamine therapies work really well for slow movement, but they’re hit or miss for tremor,” Gittis said. “That suggests they’re not affecting the right circuit for that symptom.”
A new tool for studying tremor
The research introduces a valuable new tool for studying tremor. Because many Parkinson’s animal models focus on dopamine loss and slowed movement, tremor has been harder to examine in the lab.
“This gives us a way to actually study the circuits underlying tremor,” Gittis said. “That’s something we haven’t really been able to do before.”
Nanivadekar agreed.
“For patients with tremor-dominant or bradykinesia-dominant Parkinson’s disease, we can now begin to understand the distinct neural patterns underlying those symptoms. That could eventually help guide more targeted therapies or refine interventions like deep brain stimulation,” she said.
Da:
https://www.technologynetworks.com/neuroscience/news/parkinsons-tremor-and-bradykinesia-may-stem-from-different-motor-networks-412994?utm_campaign=NEWSLETTER_TN_Breaking%20Science%20News&utm_medium=email&_hsenc=p2ANqtz--VczYy_yHKcK09ydskFvAhyAS1LCKhwrc0EtY-9X2vgkWqjtJ_aYS4s6TFJwqcmWLNKSGG92YQ_qXkOb5NzX15Gymtr55J15hFPEJ8Qvv6mkasvLU&_hsmi=420817878&utm_content=420817878&utm_source=hs_email
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