Studio delle discinesie nei Parkinsoniani attraverso modello neurocomputazionale

La malattia di Parkinson (PD) è una malattia neurodegenerativa caratterizzata da un progressivo declino delle funzioni motorie, in particolare bradicinesia (lentezza nei movimenti), ma anche tremori, rigidità, difficoltà ad iniziare un movimento, cammino lento con postura incurvata e passo strascicato, oltre a difficoltà nel linguaggio e problemi cognitivi. Essa è causata dalla denervazione patologica dei neuroni dopaminergici nigrostriatali all'interno dei gangli della base (BG), un sistema di nuclei subcorticali avente come funzione principale, la selezione delle azioni. Per studiare i meccanismi alla base di tale patologia, in questo elaborato si utilizzerà un modello neurocomputazionale che riproduce il circuito neuronale dei gangli della base e il ruolo della dopamina (DA), importante neurotrasmettitore per la selezione di un’azione. Il modello include i tre percorsi principali che operano nel circuito BG, cioè il percorso diretto (Go) e indiretto (NoGo) dello striato e il percorso iperdiretto associato al nucleo subtalamico (STN). Inoltre, utilizza la regola a due tempi di Hebb per addestrare le sinapsi nello striato, sulla base della precedente storia di premi e punizioni. L’azione del Go e del NoGo, dipendono sia dal livello di dopamina (DA) che dalla storia passata di premi/punizioni. Tale modello, inizialmente utilizzato per analizzare la bradicinesia e l’effetto del farmaco levodopa, al fine di alleviare i deficit motori nei soggetti parkinsoniani, verrà utilizzato, in tale tesi, per analizzare possibili cause delle discinesie. Attraverso la simulazione de “l’alternate finger tapping task”, un semplice test clinico, verranno quindi riprodotte ed analizzate quelle complicanze, in genere indotte da alti livelli di dopamina, caratterizzate da movimenti involontari, irregolari o errati.