Parkinson hastalığında bozulan çalışma belleği kapasitesi ile EEG'de gözlenen theta/gamma dalga oranı ilişkisi

Abstract

Çalışma belleği kapasitesi ve beyin osilasyonları arasındaki ilişki henüz tam olarak aydınlatılamamıştır. Parkinson hastalığı patofizyolojisi ve çalışma belleği benzer nöral korelatları paylaştığı için Parkinson hastalarından elde edilen osilasyonlar bu ilişkinin incelenmesi için iyi bir kaynak oluşturmaktadır. Bu çalışmada Parkinson hastalarının beyin osilasyonları kıyaslanarak, dinlenim durumu elektroensefalografisinde (EEG) teta gama dalgalarının değişikliklerinin araştırılması amaçlanmaktadır. Çalışmada, çalışma belleği kapasitesi bozulmuş (b-ÇB) 14 Parkinson ve çalışma belleği kapasitesi korunmuş (k-ÇB) 14 Parkinson hastasının dinlenim durumu EEG kayıtlarından elde edilen osilasyonların teta gama kuplaj güçleri kıyaslanmıştır. Osilasyon kuplaj analizi sonucunda b-ÇB hastalarının dorsolateral prefrontal kortekslerinde, k-ÇB hastalarına göre anlamlı derecede azalmış kuplaj tespit edilmiştir. Bununla beraber k-ÇB hastalarında ise b-ÇB hastalarına kıyasla superior parietal bölgede anlamlı derecede azalmış kuplaj saptanmıştır. Gruplanmış kanallar düzeyinde yapılan analizde ise b-ÇB hastalarının posterior beyin bölgelerinde k-ÇB hastalarına kıyasla artmış kuplaj gücü gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, bu bulgular Parkinson hastalarında dorsolateral prefrontal kortekste dinlenim durumunda nöron grupları arasındaki iletişimin zayıfladığını ve bu durumun EEG'ye modüle edici osilasyonlar ile modüle edilen osilasyonlar arasındaki kuplajın azalması şeklinde yansıdığını, bunun da Parkinson hastalığında görülen çalışma belleği bozulmasının patofizyolojisinde rol aldığını göstermektedir. Buna karşın beynin posterior bölgelerinde görülen teta gama kuplajı gücünün artışı, frontal bölgeden kaynaklanan regülasyonun azalmasına yanıt olarak, lokal regülasyonun dominant hale geldiğini işaret etmektedir.The relationship between working memory capacity and brain osilations are not fully discovered yet. Because Parkinson's disease pathophysiology and working memory share similar neural correlates, oscilations gathered from Parkinson's diseases are an efficinet resourse for this kind of analysis. In this study, it is aimed to investigate tetha gamma wave changes in resting state electroensefalography (EEG), via comparing Parkinson's disease patients' brain oscilations. Resting state EEG data from 14 Parkinson's disease patients with impaired working memory capacity, 14 Parkinson's disease patients with preserved working memory capacity were used in this study; theta gamma coupling strengths were compared. . As the result, patients with impaired working memory showed less theta gamma coupling in dorsolateral prefrontal cortex. Additionally, patients with preserved working memory capacity showed stronger theta gamma coupling in superior parietal region. The analysis made on grouped channels revealed stronger coupling in the posterior regions of the brain in patients with impaired working memory capacity. In conclusion these results indicate that the regulation between regulating and regulated neuron clusters were weaker in Parkinson's diseae patients with impaired working memory, which resulted in weaker theta gamma coupling in EEG. Therefore, weakening of the regulation between neuron clusters in dorsolateral prefrontal cortex at rest may plays an important role in the pathophysiology of working memory impairement in Parkinson's disease. However, as a response to the weakening of the regulation from the frontal areas of the brain, the posterior regions of the Parkinson's disease patients with impaired working memory showed stronger theta gamma coupling, which indicates that the local regulation becomes more dominant.