Dopaminergic System and cognitive function

Abstract

I pazienti con malattia di Parkinson (PD) presentano deficit di elaborazione temporale. Gli effetti della terapia con L-dopa sulla capacita' di stimare lo scorrere del tempo non sono ancora chiari in quanto sono stati osservati sia effetti positivi che negativi. Il presente studio e' stato progettato per analizzare la capacita' di stimare la durata di intervalli di tempo sia brevi che unghi in pazienti con PD, e l'effetto della somministrazione di L-dopa. Dieci pazienti con PD sono stati confrontati con 10 soggetti sani appaiati per eta' e scolarita'. Abbiamo valutato la possibilita' di stimare gli intervalli di tempo tra 1 a 5 s (brevi intervalli di tempo), cosi' come intervalli di 40-90 s (lunghi intervalli di tempo). Per la stima del tempo, abbiamo utilizzato sia prove che richiedono conteggio mentale nonche' compiti che non lo consentono. Nei pazienti con PD, gli effetti della L-dopa sulla stima del tempo sono stati valutati confrontando i risultati ottenuti prima (OFF) e due ore dopo la somministrazione del farmaco (ON). La stima di brevi intervalli di tempo, quando era possibile il conteggio mentale, ha dimostrato che i pazienti con PD in stato OFF percepivano, rispetto ai controlli, gli intervalli di tempo come piu' lunghi del normale. Questa condizione si normalizzava in stato ON, cosi' da non essere significativamente diversa dai controlli. Quando non e' stato consentito il conteggio mentale, i pazienti in stato OFF eseguivano la stima del tempo peggio dei soggetti normali e la somministrazione di L-dopa (stato ON), invece di normalizzare la condizione, ha aumentato il tasso di errore. Nella stima degli intervalli di tempo piu' lunghi, i pazienti con PD in stato OFF mostravano solo un errore modesto nella stima del tempo, che migliorava dopo assunzione di L-dopa, sia quando il conteggio mentale era possibile sia quando non lo era. Nei pazienti con PD, la stima del tempo dipende dalla disponibilita' di dopamina. Per la stima di brevi intervalli di tempo, la L-dopa sembra avere una duplice azione paradossa: migliora la prestazione quando il conteggio e' possibile e peggiora la stima quando il conteggio mentale non e' possibile e, quindi, presumibilmente altri meccanismi cognitivi sono coinvolti. Pertanto, i diversi comportamenti osservati in seguito alla somministrazione di L-dopa sulla stima di brevi e lunghi intervalli indicano il coinvolgimento di diversi timer interni.

Patients with Parkinson's disease (PD) have been reported to have deficient temporal processing. The effects of L-dopa therapy on time evaluation are not yet clear; in fact both positive and negative effects have been observed. The present investigation was designed to analyze the capability of estimating short as well as long time intervals in PD patients and the effect of dopamina replacement by L-dopa administration. Ten PD patients were compared with 10 age- and education-matched controls. We evaluated the capability of estimating time intervals in the range from 1 to 5 s (short intervals) as well as from 40 to 90 s (long intervals). For the time estimation, we used tasks requiring internal count as well as tasks that did not allow it. In PD patients, the effects of L-dopa on time estimation was assessed by comparing the results obtained before (OFF) and two hours after drug administration (ON). Time estimation of short intervals, when the internal count was allowed, demonstrated that patients with PD in OFF state perceived the time intervals longer than usual compared to normal controls. This condition normalized in ON state, being not significantly different from normal subjects. When internal counting was not allowed, PD patients in OFF state performed worse than normal subject, but L-dopa administration, instead to normalize the condition, increased the error rate in ON state. In the estimation of long time intervals, PD patients in OFF state displayed only a modest impairment, slightly improved by L-dopa intake, in both conditions (counting or not counting). In patients with PD, the time estimation is dependent from dopamine availability. For short time intervals estimation, L-dopa had a paradoxical dual action, ameliorating the estimates when motor mechanisms (internal counting) were presumably involved and worsening the estimates when other cognitive mechanisms were requested (qualitative evaluation). Moreover, the different behaviors following L-dopa administration observed for short and long estimates suggest the involvement of different internal timers.