Prinzipien der Gangcodierung im subthalamischen Nukleus von Menschen mit Morbus Parkinson

Die Störung der Dynamik des subthalamischen Nukleus bei Morbus Parkinson führt zu Beeinträchtigungen beim Gehen. Hier wollten wir die Prinzipien aufdecken, durch die der subthalamische Nukleus funktionelles und dysfunktionales Gehen bei Menschen mit Morbus Parkinson codiert. Wir konzipierten eine neuroroboterbasierte Plattform, die einen isokinetischen dynamometrischen Stuhl eingebettete, mit dem wir die Schlüsselaspekte des Gehens unter kontrollierten Bedingungen analysieren konnten. Wir nutzten diese Plattform bei 18 Patienten mit Morbus Parkinson, um zu zeigen, dass der subthalamische Nukleus die Initiation, Beendigung und Amplitude der Aktivierung der Beinmuskulatur codiert. Wir fanden heraus, dass dieselben grundlegenden Prinzipien die Codierung von Beinsynergien beim Stehen und Gehen bestimmen. Wir übersetzten dieses Verständnis in einen maschinellen Lernrahmen, der die Muskelaktivierung, Gehstiefs, locomotorische Vitalität und das Einfrieren des Ganglesens dekodierte. Diese Ergebnisse zeigen zentrale Prinzipien auf, durch die die Dynamik des subthalamischen Nukleus das Gehen codiert, und eröffnen die Möglichkeit, neuroprothetische Systeme mit diesen Signalen zu betreiben, um das Gehen von Menschen mit Morbus Parkinson zu verbessern.