Tremorkorrelierte neuronale Aktivität in den Basalganglien der Ratte: Untersuchungen an einem Tiermodell des Parkinson-Tremors

Die Zeitreihenanalyse hat bei der Untersuchung von Tremorerkrankungen in den letzten Jahren eine große Bedeutung gewonnen. Mithilfe der Kreuzspektralanalyse können Zusammenhänge zwischen tremorassoziierten Prozessen aufgedeckt werden. Beispielsweise konnte beim Parkinson-Tremor und beim essenziellen Tremor eine Kohärenz zwischen der kortikalen Aktivität und der Muskelaktivität bei der Tremorfrequenz nachgewiesen werden. Die gewöhnliche Kreuzspektralanalyse beruht auf der Verarbeitung analoger Signale. Neuronen kommunizieren jedoch durch Sequenzen von Aktionspotenzialen, die sich am besten durch Punktprozesse beschreiben lassen. Punktprozesse sind der gewöhnlichen (Kreuz-)Spektralanalyse nicht unmittelbar zugänglich. Bei der Untersuchung neuronaler Spikeaktivität müssen deshalb die Methoden der Zeitreihenanalyse zunächst auf Punktprozesse erweitert werden. In diesem Beitrag präsentieren wir eine Anwendung der erweiterten Kreuzspektralanalyse auf ein Modell des Parkinson-Tremors bei der Ratte. Durch intraperitoneale Injektion der Anticholinesterase Tacrin wurde bei Sprague-Dawley-Ratten ein Tremor der Kaumuskulatur hervorgerufen. Bei der wachen Ratte wurde mit Hilfe permanent implantierter Tetroden neuronale Aktivität aus der Substantia nigra pars reticulata abgeleitet. Simultan erfolgte eine Registrierung des EMG aus der zitternden Kaumuskulatur. Durch die erweiterte Kreuzspektralanalyse konnte eine Kohärenz zwischen der neuronalen Aktivität und dem Tremor-EMG bei der Tremorfrequenz nachgewiesen werden. Dies deutet darauf hin, dass die Substantia nigra pars reticulata an der Genese des Tremors beteiligt ist. Die Anwendung der Kreuzspektralanalyse auf Punktprozesse ist nicht auf das Tiermodell beschränkt. Die hier verwendeten Methoden können unmittelbar für die Analyse von Daten benutzt werden, die während stereotaktischer Operationen beim Menschen abgeleitet werden.