运动改善帕金森病大鼠症状

帕金森病（PD）是一种进行性的神经退行性疾病，其特征是基底节（BG）多巴胺能神经元细胞死亡。

运动障碍的发展与帕金森病患者皮质-纹状体回路中β带的过度同步振荡有关。在帕金森病（PD）中，异常的皮层电位-局部场电位（LFP）耦合会导致基底神经节活动异常、皮层功能紊乱和运动障碍。皮质反射振荡可能反映了运动的主动抑制，并与姿势音调的维持有关。

此外，服用左旋多巴或脑深部刺激（DBS）后，从帕金森病患者运动皮层和基底节获得的电生理信号显示，β带频率活动减少，运动功能改善。虽然PD 的运动和物理治疗可以改善运动功能，但对长期运动干预导致的功能性神经可塑性知之甚少。

因此，为了探索运动相关PD 改善的潜在机制，作者在对照组和受损大鼠（通过向内侧前脑束注射6-羟基多巴胺[6-OHDA] ）中同时记录皮质尖峰和局部场电位(LFP），研究其作用关系。

结果

1，行为学结果

将大鼠放在自动足部故障装置上（图1D），6-ODHA损伤大鼠在调整步幅试验中显示有缺陷。在对照组和PD组中，三个测试指标与第0周相比无显著变化（图1A-C）。在总时间交叉方面，运动可提高PD大鼠的活力。与第0周相比，输入潜伏期呈现相同的趋势（第2、3、4周，图1C），而前腿错误缺陷在第3周减少，在第4周保持相对稳定。

图1自动足部故障测试

2，组织学和免疫反应结果

旋转实验表明，PD组和PD+Ex组（运动组，阳性对照）共有24只大鼠成功建模，其净旋转符合PD模型的标准。冠状切片显示大鼠SNc和纹状体中TH的免疫抑制，与未病变侧相比，病变侧TH免疫反应细胞和纤维的数量明显减少。与对照组相比，损伤大鼠PD组和PD+Ex组黑质纹状体投射明显减少，运动干预不能显著改变黑质纹状体耗竭的情况。

3，M1自发放电率的时间依赖性变化与运动效果相关

PNs（锥体神经元）和INs（中间神经元）具有不同的电生理特性。根据其自发放电频率和峰宽的电生理特性，可以明确区分PNs和INS。

对第4周时PNs和INs自发放电活动的组间分析表明，6-ODHA损伤诱导后平均放电率不同。如图2A所示，PD组PNs的平均放电频率显著低于对照组。与PD组比较，PD+Ex组PNs放电平均频率明显增加，但仍显著低于对照组。

然而，INs的平均放电频率在三组之间没有显著性差异。组内平均放电率的比较表明，无论是在对照组还是PD组，这两种类型的神经元在第0-4周都没有显著改变（图2B、C）。PD+Ex组PNs的平均放电率在第3～4周较第0周显著增加，但在运动训练中INs无明显变化（图2D）。

图2M1中锥体神经元（PNs）和中间神经元（INs）平均放电率的组间组内比较

4，运动对6例ODHA损伤大鼠皮层β-振荡LFP功率有显著影响

与静息状态下对照组相比，PD组和PD+Ex组在10–30Hz范围内皮层LFP功率更高（图3A，B），并且运动破坏了M1神经元和β带振荡之间的病理同步。

讨论

结果表明，运动可以抑制LFP 的过度兴奋，并最大限度地减少运动皮层中的尖峰LFP 同步，从而改善PD患者的运动功能。

该研究在帕金森病大鼠M1区植入多道电子束，记录和分析了运动干预治疗期间神经元和LFP的电生理特性。在这项研究中，多通道电极阵列被植入M1，并在治疗有效的运动干预期间记录和分析偏侧帕金森病大鼠的神经元和LFP 的尖峰序列。

这种方法能够解决与M1 功能变化对PD的作用相关的几个关键问题，提供对运动诱导神经可塑性机制的见解。结合运动技能学习和有氧训练，如太极拳、探戈舞、拳击和动感单车等运动方式，可能有协同作用以促进神经可塑性和功能恢复的作用，从而推动PD 的运动和认知行为的改善。

‖ 参考文献
[1]. ShiK, Liu X, Hou L, Qiao D, Peng Y. Exercise Improves Movement byRegulating the Plasticity of Cortical Function in HemiparkinsonianRats. Front Aging Neurosci. 2021 Jun 14;13:695108. doi:10.3389/fnagi.2021.695108. PMID: 34194319; PMCID: PMC8236842.

编译作者: 原代美少女 (Brainnews创作团队)

校审: Simon (Brainnews编辑部)