Funktionelle und morphometrische Veränderungen in Pallidum und Putamen bei Schreibkrampf

Lindert geb. Götz, Julia Elisabeth

EINLEITUNG: Der Schreibkrampf ist eine aufgabenspezifische fokale Dystonieform der Hand. Die genaue Ätiologie ist bisher noch unklar. Ziel unserer Studie war die Untersuchung des Basalganglienkreislauf und des Cerebellums während Durchführung einer komplexen, motorische Finger-Tipp-Aufgabe, welche mit der linken, gesunden Hand durchgeführt wurde und keine Dystonie auslöste. METHODEN: Wir führten strukturelle und funktionelle Messungen an 25 Schreibkrampfpatienten und 31 angepassten Kontrollpersonen mit Hilfe eines 3 Tesla MR-Scanner durch. Die funktionelle Bildgebung erfolgte während der Durchführung einer aus 5 Elementen bestehenden komplexen, sequentiellen Finger-Tipp-Aufgabe mit der linken, gesunden Hand so schnell und so fehlerfrei wie möglich. Die Aufgabe war in insgesamt 15 Blöcke aus je 30 Sekunden Tippen und 30 Sekunden Pause unterteilt. Für die strukturelle Auswertung wurde das Volumen an grauer Substanz mit der Methode der Voxel basierten Morphometrie (VBM) ermittelt. ERGEBNISSE: Während die Verhaltensdaten für beide Gruppen ein vergleichbares motorisches Lernverhalten zeigten, sahen wir im anterioren rechten Putamen und im linken Pallidum ein reduziertes blood oxygen level dependent- (BOLD-) Signal während Ausführung der sequentiellen Finger-Tipp-Aufgabe. Die VBM-Analyse zeigte ein signifikant erhöhtes Volumen an grauer Substanz im posteriorem Anteil des Putamen und Pallidum beidseits. Für das Cerebellum zeigten sich keine Gruppenunterschiede. ZUSAMMENFASSUNG: Unsere Ergebnisse stärken die Hypothese eines insuffizient funktionierenden Basalganglien-Kreislauf während der Generierung komplexer sequentieller Bewegungen mit der gesunden Hand. Das erhöhte Volumen an grauer Substanz in Putamen und Pallidum könnte hierbei sowohl einen Kompensationsmechanismus als auch eine primäre Prädispositiom darstellen. Unsere Ergebnisse sind in Einklang mit denen vorherigen Studien.

INTRODUCTION: The pathophysiology of writer's cramp, a task-specific dystonia, remains unclear. The objective of this study was to investigate the basal ganglia circuit and the cerebellum during a complex motor sequence learning task carried out with the nonaffected hand in writer's cramp patients. METHODS: We applied structural and functional imaging in 25 writer's cramp patients and 31 matched controls using 3T MRI. With the asymptomatic left hand all participants learned a complex, sequential, five-element sequence-tapping task as accurately and quickly as possible. Functional imaging was measured during a repeated (15 times), fixed block design with tapping (30 sec) and rest (30 sec). Additionally, gray matter volume of the basal ganglia was analyzed using voxel-based morphometry (VBM). RESULTS: While behavior was comparable between groups, after small volume correction the anterior part of the right putamen and the left globus pallidus exhibited reduced blood oxygen level-dependent (BOLD) activity in patients during the sequential finger-tapping task. VBM analysis showed larger gray matter volume bilateral in the posterior part of the putamen and globus pallidus. There were no group differences in the cerebellum. CONCLUSION: The results indicate an impairment of anterior basal ganglia loops involved in producing complex sequential movements of the unaffected hand. These findings are in line with previous reports of reduced neuronal activity in the globus pallidus internus. Higher gray matter volume of the putamen and globus pallidus may stem from elevated activity of the direct pathway, which could reflect a compensatory phenomenon or a primary predisposition, that is, endophenotypic trait.

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Lindert geb. Götz, Julia: Funktionelle und morphometrische Veränderungen in Pallidum und Putamen bei Schreibkrampf. 2016.

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