Background: Gait impairments and postural deficits are very common in people with Parkinson Disease (PD), and also highly associated with fall risk and functional decline. Some evidence showed that in older adults, Nordic Walking (NW) could slow the progression of some gait impairments and increasing stride length and gait speed. Moreover, previous studies suggested that gait disturbances in PD are associated with less automatic gait performances and therefore gait requires more attention, as it is essential for regulation of postural balance. Further, research of this fact has very minimally been examined in PD population. Purpose: The purpose of this study is to investigate whether Nordic walking can improve gait pattern in individual with PD after a 6-week training program, as well as determine the effect of performing a cognitive task while walking with and without the poles on gait characteristics. Methods: Gait spatial temporal and kinetics data was collected with and without poles in 12 adults with PD (age: 61.58±11.7 years; 9 male, 3 female; Hoehn and Yahr scale 1-3 stage; UPDRS III average: 11; the year of diagnosis: 6.72 years). Participants performed six 5m walking trials; 3 with poles and 3 without after 6-week training. Participants also performed four 90 seconds walking trials on a 25m pathway in four different conditions: NP (no poles) and no cognitive task, NW (Nordic walking) and no cognitive task, NP and a cognitive task, NW and a cognitive task. For this latter part of the experiment, gait characteristics and trunk kinematics were quantified by using a 6 inertial sensor accelerometry system (APDM, Oregon, USA). As for the 5m tasks, gait spatial temporal and kinetics were collected with an eight cameras 3-dimensional motion capture system (Vicon, Oxford, UK) and 2 force platforms (Kistler, Winterthur, Switzerland). All variables were assessed using paired t-test to compare NW to conventional walking and two-way ANOVA to compare cognitive and pole conditions. Results: When comparing NW to NP, the results showed significantly longer stride length, and larger single support time. The data also showed larger knee power generation during mid-stance as well as decreased power absorption at the knee during swing. Moreover, when assessing the effect of performing a cognitive task on gait, gait speed and cadence in both normal walking and Nordic pole walking was significant smaller when performing the cognitive task. The trunk frontal range of motion (ROM) and velocity were smaller compared NW to NP. When adding cognitive tasks, trunk frontal ROM and velocity were significantly smaller. Conclusions: Based on the results, 16 self-directed sessions of NW can help improve certain gait spatial-temporal characteristics as well as some aspect of the gait pattern kinetics, especially at the knee. Moreover it seems that a 16 sessions (45mintues per session) or even longer practice period is necessary for NW beginner, in order to gain perfect technique and restore gait to a more normal pattern than novice.

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Parkinson’s disease (PD) is among the most common neurodegenerative conditions, and it is characterized by the progressive loss of dopaminergic neurons and a great variability in clinical expression. Despite several effective medications, it still causes disability as all patients show treatment-resistant symptoms and complications. A possible reason for this therapeutic-burden and great clinical variability lies in a probable misconception about its pathophysiology, one that focuses on neurodegeneration, while largely neglecting its functional consequences and the related compensatory changes. In this thesis, I expand on the hypothesis that some PD symptoms have a dysfunctional origin and reflect derangements of neural network dynamics, the means by which brain coordination supports any motor behaviour. In particular, I have investigated resting tremor and freezing of gait, two common symptoms with an enigmatic mechanism and suboptimal management. In the case of tremor, I predicted a pathological change in response to dopamine loss, which included the activation of noradrenergic (NA) neurons of the locus coeruleus (LC) projecting to the cerebellum. This compensatory LC activation that supports dopaminergic neurons might indeed come at the expense of tremor development. To assess the role of LC-NA in tremor development, I recorded tremor occurrence in the reserpinized rat model of PD, one of very few showing tremor, after selective lesioning (with the neurotoxin DSP-4) of the LC-NA terminal axons. DSP-4 induced a severe reduction of LC-NA terminal axons in the cerebellar cortex and this was associated with a significant reduction in tremor development. Unlike its development, tremor frequency and the akinetic rigid signs did not differ between the groups, thus suggesting a dopaminergic dependency. These findings suggest that the LC-NA innervation of the cerebellum has a critical role for PD tremor, possibly by exerting a network effect, which gates the cerebello-thalamic-cortical circuit into pathological oscillations upon a dopaminergic loss in the basal ganglia. In contrast, for the study of freezing of gait, I worked with human PD subjects and deep brain stimulation, a therapeutic neuromodulation device that in some prototypes also allows the recording of neural activity in freely-moving subjects. Gait freezing is a disabling PD symptom that suddenly impairs effective stepping, thus causing falls and disability. Also in this study, I hypothesized that the underlying pathophysiology may be represented by dysfunctional neural network dynamics that abruptly impair locomotor control by affecting the communication in the supraspinal locomotor network. To test this hypothesis, I investigated the coupling between the cortex and the subthalamic nucleus, two main nodes of the supraspinal locomotor network, in freely-moving subjects PD patients and also performed molecular brain imaging of striatal dopamine receptor density and kinematic measurements. I found that in PD patients, walking is associated with cortical-subthalamic stable coupling in a low-frequency band (i.e. θ-α rhythms). In contrast, these structures decoupled when gait freezing occurred in the brain hemisphere with less dopaminergic innervation. These findings suggest that freezing of gait is a “circuitopathy”, with dysfunctional cortical-subcortical communication. Altogether the results of my experiments support the hypothesis that the pathophysiology of PD goes beyond neurodegenerative (loss-of-function) processes and that derangement of neural network dynamics coincides with some disabling PD symptoms, thus suggesting that PD can be interpreted as the combination of multiple circuitopathies. / Die Parkinson-Krankheit ist eine neurodegenerative Erkrankung mit einem progressiven Verlust dopaminerger Neurone, die trotz wirksamer Medikamente zur Einschränkung in der Lebensqualität führen kann. Eine mögliche Ursache für diese unzureichende Behandlung der Symptome liegt in einem möglichen Missverständnis über die Pathophysiologie der Krankheit, die sich auf die Neurodegeneration konzentriert. Bei der Parkinson-Krankheit können jedoch funktionelle Veränderungen aufgrund der Neurodegeneration sowie die damit verbundenen kompensatorischen Modifikationen sehr wichtig sein. Der Fokus meiner Dissertation liegt in der Bearbeitung der Hypothese, dass einige Symptome der Parkinson-Krankheit einen dysfunktionellen Ursprung haben können. Insbesodere habe ich den Ruhetremor und das Freezing-Phänomen, das eine Blockade des Gehens bedeutet, untersucht, um zu erklären, ob ein Störung der neuronalen Netzwerkdynamik diese Symptome verursachen kann. In dieser Arbeit wurde zuerst die Entwicklung des Ruhetremors bei der Parkinson-Krankheit untersucht. Meine Hypothese war, dass eine Aktivierung von projizierenden noradrenergen Fasern des Locus-Coeruleus zum Cerebellum das Auftreten des Tremors verursachen kann, welches durch den Verlust dopaminerger Neurone verursacht wird. Da die Aktivität des Locus-Coeruleus bei Patienten mit Parkisnon-Krankheit nicht messbar ist, wurde dies in einem Parkinson-Rattenmodell untersucht. Die Ratten wurden etweder mit Reserpin oder mit Reserpine plus eine Neurotoxin gegen noradrenerger Neuronen (DSP-4) behandelt. Diese Behandlung mit DSP-4 führte zur Degeneration noradrenerger Terminalen im Locus-Coeruleus. Das Auftreten von Tremor zwischen die beiden Gruppen von Ratten war unterschiedlich. Insbesondere entwickelten DSP-4 behandelte Ratten einen niedrigen Ruhetremor. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass die noradrenerge Innervation des Cerebellums vom Locus-Ceruleus für das Auftreten des Ruhetremors eine große Rolle spielt. In der Frequenz des Tremors sowie in den akinetischen Symptomen konnte kein Unterschied zwischen den Gruppen festgestellt werden. Das zeigt, dass diese akinetischen Symptome vom Dopaminverlust abhängig sind. Die Kombination von Tremor und akinetischen Symptomen kann aufgrund eines patologischen Netzwerkeffekts entstehen, welche vom Verlust dopaminerger Neurone in den Basalganglien im Zusammenspiel mit der kompensatorischen Aktivierung noradrenerger Neurone des Locus-Coeruleus verursacht werden kann. Des Weiteren wurde der Ursprung des Freezing-Phänomens bei Patienten, die an der Parkinson-Krankheit leiden und eine therapeutische Behandlung mittels Tiefer Hirnstimulation (THS) bekommen haben, untersucht. Insbesodere konnten mittels neuer THS-Prototypen Messungen neuronaler Aktivität von Bewegungen durchgeführt werden. In dieser Studie stellte ich die Hypothese auf, dass die Pathophysiologie des Freezings durch eine fehlerhafte neuronale Dynamik der Bewegungsnetzwerke erklärt werden kann. Um dies zu testen, wurde die Kommunikation zwischen den zwei Hauptknoten des Bewegungsnetzwerkes, dem Kortex und dem Nucleus Subthalamicus, bei THS behandelten Parkinson-Patienten während des Gehens und den Freezing-Episoden untersucht. Zudem wurde bei diesen Patienten eine molekulare Darstellung der dopaminergen Rezeptoren in den Basalganglien durchgeführt. Zusätzlich wurden kinematischen Messungen der Bewegungen vorgenommen, die eine präzise Beschreibung des Freezings ermöglichen. Es konnte gezeigt werden, dass bei Patienten mit der Parkinson-Krankheit ein Zusammenhang von stabiler Kommunikation zwischen dem Kortex und dem Nucleus Subthalamicus bei einer bestimten Frequenz (d.h. θ-α-Rhythmen) beim Gehen besteht. Beim Auftreten des Freezing-Phänomens konnte diese Kommunikation in der Gehirnhemisphäre mit weniger dopaminerger Innervation nicht mehr nachgewiesen werden. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Freezing-Phänomen eine „Circuitopathie“ ist, in der eine fehlerhafte Kommunikation zwischen kortikalen und subkortikalen Arealen zur Bewegungsblockade führen kann. Insgesamt stützen die Ergebnisse meiner Experimente die Hypothese, dass die Pathophysiologie der Parkinson-Krankheit sowohl über neurodegenerative Prozesse (Zellverlust) als auch über Störungen der neuronalen Netzwerkdynamik (Funktionsverlust) hinausgeht. Das deutet darauf hin, dass die Parkison-Krankheit als „Circuitopathie“ interpretiert werden kann.

Deterioration of gait and alterations of physiological gait initiation contribute significantly to the burden of disease in Parkinson's disease. This paper systematically investigates disease-specific alterations during the postural phases of gait initiation and demonstrates the influence of dopaminergic networks by assessing levodopa mediated improvements in motor performance and correlation of motor behavior with loss of striatal and cortical dopaminergic neurons. Particular attention is given to known confounders such as initial stance and anthropometrics. / Störungen des Gangbildes und Veränderungen der physiologischen Bewegungsabläufe während des ersten Schrittes tragen einen signifikanten Teil zur Krankheitslast der Parkinsonerkrankung bei. Diese Veröffentlichung untersucht systematisch die krankheitsspezifischen Veränderungen der posturalen Phase des ersten Schrittes und demonstriert den Einfluss dopaminerger Netzwerke durch Untersuchungen Levodopa-induzierter Verbesserungen des Bewegungsablaufs und Korrelationen des Bewegungsverhaltens mit dem Verlust striataler und kortikaler dopaminerger Neuronen. Besondere Sorgfalt wurde bekannten modifizierenden Faktoren wie initaler Standbreite und anthropometrischen Größen zu Teil.

This is an electrocardiological study, based on electrocardiographic analysis of new cases as well as on a review of some features, hitherto unrecognized or not stressed, in subjects with these disorders, that may help throw more light on them. In six cases studied personally using intracardiac electrography - the technique of His bundle electrography - the contribution and relevance of this method will be analysed, and the results compared with the conclusions drawn from other contemporary work in this field. Thus, the clinical presentation of the cases, and of these syndromes, receives secondary attention, and more detailed analysis only when appropriate to substantiate the main burdens of the thesis. These case reports appear separately in Section c. The mechanism of production of arrhythmias is becoming much better understood, and some of the diagnostic measures that are discussed in this work provide a clearer picture of their genesis. It is not proposed to embark upon a detailed consideration of anti-arrhythmic therapy in these syndromes, but the general principles will be discussed, and special reference will also be made to some new developments in this field.

Die tiefe Hirnstimulation ist eine etablierte und hocheffiziente operative Behandlungsmethode für Patienten mit idiopathischem Parkinson- Syndrom (IPS). Als Zielgebiet dient in den meisten Fällen der Nucleus subthalamicus. Die Indikationen zur Implantation einer tiefen Hirnstimulation (THS) sind medikamentös nicht behandelbare motorische Fluktuationen und Dyskinesien oder ein medikamentös nicht kontrollierbarer Tremor. Bislang erfolgt eine kontinuierliche Stimulation. Little et al. konnten jedoch bereits in ihrer 2013 veröffentlichen Studie zeigen, dass eine adaptive Stimulation, gemessen am UPDRS, um 27 % effektiver war und entsprechend die Stimulationszeit um 56 % gesenkt werden konnte. Voraussetzung für die Anwendbarkeit einer adaptiven Stimulation im klinischen Alltag ist der Nachweis eines oder mehrerer Physiomarker, welche als Rückkopplungssignal für den Stimulationsbeginn dienen. Diese Marker müssen verlässlich mit dem Auftreten und der Ausprägung der Bewegungsstörungen korrelieren. Die Systeme müssen die Signale auslesen und entsprechend darauf reagieren können, damit ein sogenanntes Closed- loop- Verfahren entstehen kann. Bei diesen Markern handelt es sich um sogenannte lokale Feldpotenzialaktivitäten, das heißt niederfrequente Potentialänderungen von Zellen in subkortikalen Arealen des Gehirns, welche über Elektroden der THS abgeleitet werden können. Der Stimulator Activa PC+S (Medtronic) ermöglicht es erstmalig Aufzeichnungen von LFP- Daten, außerhalb eines experimentellen Laboraufbaus, mittels dauerhaft implantiertem Gerät vorzunehmen und damit auch Langzeitanalysen durchzuführen. Erkenntnisse vergangener Studien ergaben, dass die synchronisierte, pathologisch gesteigerte oszillatorische Aktivität im Beta-Frequenzband (13- 35 Hz) eine bedeutende Rolle im Bezug auf die Pathophysiologie des IPS spielt und als krankheitsspezifische Aktivität gilt. Es konnte bereits belegt werden, dass die Verbesserung der motorischen Symptome (Bradykinese und Rigor) mit dem Ausmaß der Suppression der Betaband- Aktivität korreliert. Die Betabandaktivität als lokale Feldpotentialaktivität kann als Physiomarker einer adaptiven Stimulation dienen. Unser Hauptaugenmerk galt daher der Analyse der Betabandaktivität oder anderer Frequenzbereiche während des Schlafes um hier die THS bedarfsgerecht einzusetzen. Hierfür wurden nächtliche subkortikale LFP- Aufzeichnungen parallel zur Schlaf- Polysomnographie durchgeführt. Zudem erfolgte in der vorliegenden Arbeit sowohl in unserem Vorversuch als auch in unserem Hauptversuch die Anwendung des UPDRS Teil III zur Erfassung der motorischen Symptome, sowie die Durchführung von Fragebögen zur Erfassung der nicht- motorischen Symptome, insbesondere des Schlafes vor und nach Implantation der tiefen Hirnstimulation. Wir konnten belegen, dass es nach Implantation der THS zu einer Erhöhung der Schlafeffizienz und zu einer Erhöhung des Anteils der Schlafstadien II und III und damit einhergehend zu einer Steigerung der Schlafqualität kommt. Übereinstimmend mit anderen Studien konnten wir zeigen, dass sich die Motorik unter Stimulation deutlich verbessert. Im Vorversuch reduzierte sich der mittlere präoperative MDS- UPDRS III im MedsOFF verglichen mit dem mittleren postoperativ MDS- UPDRS III im MedsOFF/StimON um 37 %. In der PC+S- Studie imponierte eine Reduktion um 67%. Zudem zeigte sich eine Reduktion der nicht- motorischen Symptome durch die THS, insbesondere in der Kategorie Schlaf. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit ergaben außerdem, dass die Betabandaktivität im Schlafstadium II und vor allem im Schlafstadium III am geringsten ist. Im Schlafstadium I und REM ist die Betabandaktivität höher als im Schlafstadium II und III. Hierbei war entscheidend, dass die Patienten eine klar abgrenzbare Betabandaktivität im Wachstadium aufwiesen und die Elektrodenkontakte im dorsolateralen Kerngebiet des STN lokalisiert waren. Gegenläufig dazu verhält sich die Deltaaktivität. Sie ist im Schlafstadium II und besonders im Stadium III am höchsten. Stadium I ist mit durchschnittlich um 7,3 % niedriger als im Wachstadium. Am geringsten ist sie jedoch im REM-Schlafstadium. Indem wir mit der Betabandaktivität und Deltaaktivität in den einzelnen Schlafstadien einen stabilen und reproduzierbaren Physiomarker finden konnten, sind wir unserem Ziel der adaptiven THS ein Stück näher gekommen. / Deep brain stimulation is an established and highly efficient surgical treatment modality for patients with idiopathic Parkinson's syndrome (IPS). The target area in most cases is the subthalamic nucleus. The indications for implantation of deep brain stimulation (THS) are motor fluctuations and dyskinesias that cannot be treated with medication or tremor that cannot be controlled with medication. To date, continuous stimulation has been used. However, Little et al. were already able to show in their study published in 2013 that adaptive stimulation was 27% more effective, as measured by UPDRS, and that the stimulation time could be reduced by 56% accordingly. A prerequisite for the applicability of adaptive stimulation in clinical practice is the detection of one or more physiomarkers that serve as feedback signals for the onset of stimulation. These markers must correlate reliably with the occurrence and severity of movement disorders. The systems must be able to read out the signals and react to them accordingly, so that a so-called closed-loop procedure can be created. These markers are so-called local field potential activities, i.e. low-frequency potential changes of cells in subcortical areas of the brain, which can be derived via electrodes of the THS. The Activa PC+S stimulator (Medtronic) makes it possible for the first time to record LFP data outside of an experimental laboratory setup using a permanently implanted device and thus also to perform long-term analyses. Findings of past studies revealed that synchronized, pathologically enhanced oscillatory activity in the beta frequency band (13- 35 Hz) plays a significant role in relation to the pathophysiology of IPS and is considered disease-specific activity. It has already been demonstrated that the improvement of motor symptoms (bradykinesia and rigor) correlates with the extent of suppression of beta-band activity. Beta-band activity as local field potential activity may serve as a physiomarker of adaptive stimulation. Therefore, our main focus was on the analysis of beta-band activity or other frequency ranges during sleep in order to apply THS as needed. For this purpose, nocturnal subcortical LFP recordings were performed in parallel to sleep polysomnography. In addition, the UPDRS Part III was used to record motor symptoms in our preliminary trial as well as in our main trial, and questionnaires were administered to record nonmotor symptoms, especially sleep before and after implantation of deep brain stimulation. We were able to prove that after implantation of THS there is an increase in sleep efficiency and an increase in the proportion of sleep stages II and III and thus an associated increase in sleep quality. Consistent with other studies, we demonstrated that motor function improves significantly under stimulation. In the preliminary trial, the mean preoperative MDS- UPDRS III in MedsOFF was reduced by 37% compared with the mean postoperative MDS- UPDRS III in MedsOFF/StimON. In the PC+S- study, a reduction of 67% was impressive. In addition, THS showed a reduction in non-motor symptoms, especially in the sleep category. The results of the present work also revealed that beta-band activity is lowest in sleep stage II and especially in sleep stage III. In sleep stage I and REM, beta-band activity is higher than in sleep stage II and III. Here, it was crucial that the patients showed a clearly delineable beta-band activity in the waking stage and that the electrode contacts were localized in the dorsolateral nucleus area of the STN. Opposite to this is the delta activity. It is highest in sleep stage II and especially in stage III. Stage I is lower than in the waking stage, with an average of 7.3%. However, it is lowest in the REM sleep stage. By finding a stable and reproducible physiomarker with beta band activity and delta activity in the individual sleep stages, we have come a step closer to our goal of adaptive THS.

Parkinson’s disease (PD), which is the most common motor neurodegenerative disorder has attracted a tremendous amount of research advancement amid the challenges of the lack of an appropriate model that summate all the features of the human disease. Nevertheless, an aspect of the disease that is yet to be fully elucidated is the role of the immune system particularly the adaptive arm in the pathogenesis of PD. The focus of this study therefore was to characterize the contribution of lymphocytes in PD using the AAV1/2-A53T-α-synuclein mouse model of the disease that encodes for human mutated A53T-α-synuclein. This model was suitable for this research because it reflects more faithfully the molecular pathology underlying the human disease by exhibition of insoluble α-synuclein containing Lewy-like protein aggregates as compared to the more classical toxin models used in PD research. The outcome of this study showed that stereotaxic delivery of pathogenic α-synuclein via a viral vector into the substantia nigra engender the invasion of activated CD4+ and CD8+ T lymphocytes in the brain. The invasion of activated T cells in the brain especially in the substantia nigra then results in enhanced microglial activation and the disintegration of dopaminergic neurons. In addition, it was also discovered that CD4+ T cells augmented dopaminergic cell death to a greater extent than CD8+ T cells although; axonal degeneration occurred relatively independent from T cells contribution. The ex vivo and in vitro, experiments also indicated that the T cells were not only activated but they were specific to the mutated human α-synuclein antigen. As a result, they demonstrated selectivity in inducing more cell death to primary hippocampal neurons transduced with AAV1/2-A53T-α-synuclein vector than neurons with empty viral vector infection. The mechanism of T cell induced neuronal cell loss could not be attributed to the presence of cytokines neither was it mediated through MHC I and II. On the whole, this research has established that the presence of pathogenic α-synuclein in the substantia nigra has the potential to trigger immune responses that involve the transmigration of adaptive immune cells into the brain. The infiltration of the T cells consequently has a detrimental effect on the survival of dopaminergic neurons and the progression of the disease / Der M. Parkinson (PD) ist die am häufigsten auftretende motorische neurodegenerative Erkrankung weltweit. Trotz des Fehlens eines geeigneten Tiermodells, das alle Merkmale der menschlichen Krankheit widerspiegelt, kann die Parkinsonforschung in letzter Zeit einen enormen Fortschritt verzeichnen. Dennoch ist ein Aspekt der Krankheit, der noch nicht vollständig geklärt wurde, die Rolle von Immunzellen, insbesondere des adaptiven Arms in der Pathogenese der PD. Der Fokus dieser Studie lag daher auf der Charakterisierung des Beitrags von T-Zellen in der PD unter Verwendung des humanen mutierten AAV1/2-A53T-α- Synuclein-Mausmodells der Parkinsonkrankheit. Dieses Modell war für die vorliegende Arbeit optimal geeignet, da es die molekulare Pathologie der menschlichen Krankheit im Gegensatz zu den klassischen Toxinmodellen in der PD-Forschung besser widerspiegelt. Das Ergebnis dieser Studie zeigte, dass die stereotaktische Injektion von pathogenem α-synuclein über einen viralen Vektor in die Substantia nigra die Infiltration aktivierter CD4+ - und CD8+ T-Lymphozyten im Gehirn hervorruft. Die Einwanderung aktivierter T-Zellen im Gehirn, insbesondere in der Substantia nigra, führte begleitet durch eine verstärkte Mikroglia- Aktivierung zum Verlust dopaminerger Neurone. Darüber hinaus wurde beobachtet, dass CD4+ T-Zellen den Untergang von dopaminergen Neuronen in einem größeren Ausmaß als CD8+ T-Zellen verursachten. Interessanterweise trat die axonale Degeneration dopaminerger Fasern im Striatum relativ unabhängig von den T-Zellen auf. Durch ex vivo und in vitro Experimente konnte nachgewiesen werden, dass die T-Zellen nicht nur aktiviert waren, sondern auch antigenspezifisch gegen das mutierte humane α-Synuclein-Antigen reagierten. Als Ergebnis zeigten sie Selektivität bei der Herbeiführung eines höheren Zelltods für Dabei zeigten AAV1/2-A53T-α-Synuclein-Vektor transduzierte primäre Hippocampus-Neurone einen verstärkten Zelltod durch Inkubation mit T-Zellen aus dem Gehirn von AAV1/2-A53T- α-Synuclein-Vektor injizierten Mäusen als Neurone nach Injektion mit leerem AAV. Der Mechanismus des durch T-Zellen induzierten neuronalen Zellverlusts konnte nicht auf das Vorhandensein von Zytokinen zurückgeführt werden. Insgesamt konnte diese Arbeit zeigen, dass das Vorhandensein von pathogenem α-synuclein in der Substantia nigra in dem AAV1/2- A53T-α-synuclein Mausmodell des PD das Potenzial hat, Immunreaktionen auszulösen, welche die Transmigration adaptiver Immunzellen in das Gehirn und einen konsekutiven Verlust dopaminerger Neurone verursachen.

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Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Neuroprotective properties of STN-DBS have been postulated and discussed in the context of evidence largely emerging from animal models but have not yet been proven in humans. FDG-PET offers the opportunity of measuring functional changes in global brain metabolism following established pathological patterns for objectification of disease progression. The aim of this project was to investigate brain metabolic imaging changes as measured by FDG-PET in subjects with STN-DBS and non-implanted PD patients over time. We did not uncover major changes in the brain metabolic activity in patients with STN-DBS, while we did find typical cortical measures of PD progression in the non-implanted group. A direct comparison of the two groups was not possible, because of significant clinical differences. However, this study has demonstrated promising results with most of the brain metabolic changes occurring in PD-related cortical areas, which suggests a network effect of STN-DBS within the cortico-striato thalamo-cortical loop. We intend to further investigate our findings, which require further corroboration by larger and matched cohorts. This may require a multicenter effort. / Die Annahme neuroprotektiver Eigenschaften der STN-DBS beruht in erster Linie auf den dazu gewonnenen Erkenntnissen aus Tiermodellen, konnte jedoch beim Menschen bis dato nicht verifiziert werden. FDG-PET bietet die Möglichkeit, funktionelle Veränderungen des globalen Hirnstoffwechsels zu messen und pathologische Muster zur Objektivierung des Krankheitsverlaufs zu ermitteln. Ziel dieses Projekts war es, bildgebende Korrelate des Fortschreitens von Morbus Parkinson mittels FDG-PET an STN-DBS-implantierten und nicht-implantierten Parkinson-Patienten im Zeitverlauf zu untersuchen. Während wir in der nicht-implantierten Gruppe typische kortikale Korrelate für das Fortschreiten degenerativer Prozesse des Morbus Parkinson fanden und diese Befunde in der STN-DBS-Gruppe fehlten, konnten wir die Bildgebungsdaten zwischen beiden Gruppen nicht vergleichen, da sich die Kohorten klinisch zu unterschiedlich darstellten. Diese Studie liefert dennoch vielversprechende Ergebnisse, da die meisten metabolischen Veränderungen in kortikalen Arealen auftraten, die im Zusammenhang mit M. Parkinson beschrieben sind. Dies deutet auf einen Netzwerkeffekt der STN-DBS innerhalb der kortiko-striato-thalamo-kortikalen Schleife hin. Entsprechend bedürfen unsere Resultate einer weiteren Untersuchung, bei der ein besserer Abgleich der klinischen Variablen zwischen den Kohorten gewährleistet werden müsste, was möglicherweise nur im Rahmen eines multizentrischen Projekts möglich ist.