Evoked mid-frontal activity predicts cognitive dysfunction in Parkinson’s disease

认知 心理学 脑电图 痴呆 神经科学 帕金森病 听力学 蒙特利尔认知评估 疾病 医学 内科学 认知障碍
作者
Arun Singh,Rachel C. Cole,Arturo I. Espinoza,Jan R. Wessel,James F. Cavanagh,Nandakumar S. Narayanan
出处
期刊:Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry [BMJ]
卷期号:94 (11): 945-953 被引量:12
标识
DOI:10.1136/jnnp-2022-330154
摘要

Background Cognitive dysfunction is a major feature of Parkinson’s disease (PD), but the pathophysiology remains unknown. One potential mechanism is abnormal low-frequency cortical rhythms which engage cognitive functions and are deficient in PD. We tested the hypothesis that mid-frontal delta/theta rhythms predict cognitive dysfunction in PD. Method We recruited 100 patients with PD and 49 demographically similar control participants who completed a series of cognitive control tasks, including the Simon, oddball and interval-timing tasks. We focused on cue-evoked delta (1–4 Hz) and theta (4–7 Hz) rhythms from a single mid-frontal EEG electrode (cranial vertex (Cz)) in patients with PD who were either cognitively normal, with mild-cognitive impairments (Parkinson’s disease with mild-cognitive impairment) or had dementia (Parkinson’s disease dementia). Results We found that PD-related cognitive dysfunction was associated with increased response latencies and decreased mid-frontal delta power across all tasks. Within patients with PD, the first principal component of evoked electroencephalography features from a single electrode (Cz) strongly correlated with clinical metrics such as the Montreal Cognitive Assessment score (r=0.34) and with National Institutes of Health Toolbox Executive Function score (r=0.46). Conclusions These data demonstrate that cue-evoked mid-frontal delta/theta rhythms directly relate to cognition in PD. Our results provide insight into the nature of low-frequency frontal rhythms and suggest that PD-related cognitive dysfunction results from decreased delta/theta activity. These findings could facilitate the development of new biomarkers and targeted therapies for cognitive symptoms of PD.

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