Μελέτη με λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI) του εγκεφάλου ασθενών με σύνδρομο ανήσυχων ποδιών

Abstract

Restless legs syndrome (RLS) is a common neurological disorder wherein sensory uneasiness evokes periodic movements of the lower limbs while a patient attempts rest, mainly at nighttime hours. The movements are stereotypical, repetitive, in clusters and offer an immediate, though temporary, relief to the patient. The aim of this thesis was to explore the hemodynamic activity of non-treated idiopathic RLS patients during wakeful rest at the time of peak symptoms, to evaluate brain volume changes at a voxel basis and to estimate with T2 relaxometry metrics the iron deposition in certain brain regions. To control for circadian variations the study was performed at night hours.In our first study we evaluated a group of 25 late onset RLS (lRLS) patients with T2 relaxometry and functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) sequences. T2 relaxation time was significantly higher in patients than in controls in the substantia nigra pars compacta (SNc). The activation of the SNc seems very important since the region participates in the control of movement.fMRI revealed that during the imitation of periodic limb movements patients overactivated the prefrontal lobe and the cingulate gyrus. The activation of these areas correlate with spontaneous behaviour and self generate actions. The second study assessed 11 early-onset RLS (eRLS) patients so as to provide volumetric and functional data. An fMRI paradigm was performed at night hours during exacerbation of symptoms and consisted of self-initiated, periodic limb movements (PLM). Volumetric analysis revealed neither grey nor white matter alteration of eRLS patients as compared to controls. T2 relaxometry showed increasd iron content of the subthalamic nucleus and of the globus pallidus internal of the right hemisphere. fMRI demonstrated significant activation of the following areas: in the left hemisphere, the primary motor and somatosensory cortex, the thalamus, the pars opercularis and the ventral anterior cingulum; and in the right hemisphere, the striatum, the inferior and superior parietal lobules, and the dorsolateral prefrontal cortex. Bilateral activation was observed in the cerebellum, the midbrain, and the pons. Activation of the striatofrontolimbic area may represent the neurofunctional substrate mediating the repetitive compulsive movements seen in RLS.

Το σύνδρομο ανήσυχων ποδιών είναι μια συχνή νευρολογική διαταραχή που χαρακτηρίζεται από την ακατανίκητη ανάγκη κίνησης των κάτω άκρων κυρίως σε περιόδους ηρεμίας και προκαλείται από δυσάρεστες αισθήσεις στην περιοχή της κνήμης. Οι κινήσεις των κάτω άκρων χαρακτηρίζονται ως περιοδικές κινήσεις των άκρων και είναι επαναλαμβανόμενες, στερεότυπες κινήσεις της ποδοκνημικής άρθρωσης, εν είδει ¨babinski¨ κίνηση των δακτύλων του ποδιού καθώς και κάμψη της κατά γόνυ άρθρωσης. Η σημαντική ύφεση των συμπτωμάτων του συνδρόμου με τη χορήγηση ντοπαμινεργικών αγωνιστών και σιδήρου έχει οδηγήσει στη διαμόρφωση των υποθέσεων της παθοφυσιολογίας του συνδρόμου. Η λειτουργική μαγνητική τομογραφία είναι μια σύγχρονη εφαρμογή της απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού με την οποία ελέγχουμε τις περιοχές του εγκεφάλου που ενεργοποιούνται όταν το άτομο εκτελεί ένα συγκεκριμένο έργο. Με την διδακτορική διατριβή θελήσαμε να μελετήσουμε ποιες περιοχές του εγκεφάλου ενεργοποιούνται όταν το άτομο με σύνδρομο ανήσυχων ποδιών εκτελεί τις περιοδικές κινήσεις των άκρων αυτόματα αλλά και κατόπιν υπαγόρευσης. Μελετήσαμε πληθυσμούς με σύνδρομο ανήσυχων ποδιών πρώιμης ή όψιμης έναρξης, χωρίς να έχουν λάβει ντοπαμινεργική θεραπεία και η εξέταση πραγματοποιήθηκε την ώρα αιχμής των συμπτωμάτων. Στον όψιμης έναρξης νόσου πληθυσμό μετρήσαμε αρχικά το χρόνο Τ2 και συγκρίναμε με υγιείς μάρτυρες. Τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν υψηλό χρόνο Τ2 στο συμπαγές τμήμα της μέλαινας ουσίας και κάτι τέτοιο σχετίζεται με χαμηλή ποσότητα σιδήρου. Το εύρημα είναι σημαντικό καθώς το συμπαγές τμήμα της μέλαινας ουσίας συμμετέχει με ένα περίπλοκο κύκλωμα που ρυθμίζει την κίνηση. Ακολούθως επεξεργαστήκαμε τα δεδομένα της λειτουργικής μαγνητικής τομογραφίας ενώ το παράδειγμα περιλάμβανε κινήσεις πελματιαίας και ραχιαίας κάμψης της άκρας ποδός κατόπιν εντολής. Οι ασθενείς παρουσίαζαν μεγαλύτερο βαθμό ενεργοποίησης του προμετωπιαίου λοβού και της έλικας του προσαγωγίου. Η υπερενεργοποίηση των περιοχών αυτών μπορεί να ερμηνευτεί καθώς οι περιοχές αυτές συμμετέχουν στον έλεγχο στερεότυπων κινήσεων αλλά και πιθανά μέσω εξαρτημένης αντίδρασης προσμονής του πόνου. Οι ασθενείς με πρώιμη έναρξη νόσου πραγματοποίησαν αυθόρμητες περιοδικές κινήσεις των άκρων την ώρα έκλυσης των δυσάρεστων αισθητικών συμπτωμάτων. Το πρωτόκολλο περιλάμβανε και ακολουθίες ανατομικές οι οποίες με βάση το αυτοματοποιημένο πρόγραμμα της μορφομετρίας που βασίζεται στο ογκοστοιχείο αναλύθηκαν και συγκρίθηκαν με ανατομικές εικόνες ομάδας ελέγχου. Τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι δεν υπήρχε διαφορά όγκου ανάμεσα σε ασθενείς και μάρτυρες. Επίσης αναλύθηκαν οι εικόνες Τ2 σε διαφορετικούς χρόνους αντήχησης και έγιναν μετρήσεις στο χάρτη Τ2 διαφόρων περιοχών. Τα αποτελέσματα έδειξαν χαμηλούς χρόνους Τ2 στον υποθαλάμιο πυρήνα και στο έσω τμήμα της ωχράς σφαίρας στο δεξιό εγκεφαλικό ημισφαίριο που σχετίζονται με αυξημένη εναπόθεση σιδήρου στις εν λόγω περιοχές. Τα χαμηλά επίπεδα ντοπαμίνης που παρατηρούνται την ώρα εκτέλεσης του πρωτοκόλλου οδηγούν στην τελική υπερενεργοποίηση των περιοχών αυτών και σε οξειδωτικό στρες με αποτέλεσμα την αυξημένη εναπόθεση σιδήρου. Ο τελικός χάρτης ενεργοποίησης του παραδείγματος της λειτουργικής μαγνητικής τομογραφίας ανέδειξε περιοχές του ραβδωτού σώματος, του μεταιχμιακού συστήματος και φλοιϊκές περιοχές.