Long-term impact of subthalamic stimulation on cognitive function in patients with advanced Parkinson's disease

Abstract

Objective: The aim of this study was to evaluate the effects of deep brain stimulation of the subthalamic nucleus (DBS-SN) on cognitive function in patients with Parkinson's disease (PD) 5 years after surgery. Material and methods: We conducted a prospective study including 50 patients with PD who underwent DBS-SN (62.5% were men; mean age of 62.2 ± 8.2 years; mean progression time of 14.1 ± 6.3 years). All patients were assessed before the procedure and at one year after surgery; 40 patients were further followed up until the 5-year mark. Follow-up assessments included the following neuropsychological tests: Mini-Mental State Examination (MMSE), Mattis Dementia Rating Scale (MDRS), letter-number sequencing of the WAIS-III (WAIS-III-LN), clock-drawing test, Rey auditory verbal learning test (RAVLT), Benton Visual Retention Test (BVRT), Judgment of Line Orientation (JLO) test, FAS Phonemic Verbal Fluency Test, Stroop test, and the Montgomery–Asberg Depression Rating Scale (MADRS). Results: Patients were found to score lower on the MMSE (−0.89%), clock-drawing test (−2.61%), MDRS (−1.72%), and especially phonemic (−13.28%) and sematic verbal fluency tests (−12.40%) at one year after surgery. Delayed recall on the RAVLT worsened one year after the procedure (−10.12%). At 5 years, impairment affected mainly verbal fluency; scores decreased an additional 16.10% and 16.60% in semantic and phonemic verbal fluency, respectively. Moderate decreases were observed in immediate recall (−16.87%), WAIS-III-LN (−16.67%), and JLO test (−11.56%). Discussion: In our sample, DBS-SN did not result in global cognitive impairment 5 years after surgery. Verbal function was found to be significantly impaired one year after the procedure. Impaired learning and visuospatial function may be attributed to degeneration associated with PD. Resumen: Objetivo: El objetivo es evaluar los efectos de la estimulación cerebral profunda del núcleo subtalámico bilateral (STN-DBS) sobre el estado cognitivo de los pacientes con enfermedad de Parkinson 5 años después de la cirugía. Materiales y métodos: En este estudio prospectivo se incluyeron 50 pacientes con enfermedad de Parkinson (62,5% hombres, edad media 62,2 ± 8,2 años y duración de la enfermedad 14,1 ± 6,3 años) sometidos a STN-DBS. Todos los pacientes fueron evaluados preoperatoriamente y un año después de la cirugía, y 40 pacientes fueron seguidos hasta 5 años. En cada visita se realizaron las siguientes evaluaciones neuropsicológicas: Mini-Mental State Examination, Mattis Dementia Rating Scale (MDRS), test de secuencias números-letras de WAIS III-LN, Prueba de dibujo de reloj, Prueba de aprendizaje verbal auditivo Rey, la Prueba de retención visual de Benton, la Prueba de juicio de orientación de línea de Benton, la fluidez verbal fonética y semántica, la Prueba Stroop y la Escala de clasificación de depresión de Montgomery-Asberg. Resultados: Anualmente se observaron reducciones en la puntación de Mini-Mental State Examination (−0,89%), Prueba del dibujo de reloj (−2,61%) y MDRS (−1,72%), fueron más marcados tanto para la fluidez verbal fonética (−13,28%) como semántica (−12,40%). Para la Prueba de aprendizaje verbal auditivo Rey observamos un deterioro en la capacidad de recuerdo diferido (−10,12%) un año después de la cirugía. A los 5 años la mayor parte del deterioro se produjo en la fluidez verbal, con reducciones adicionales de 16,10% y 16,60% para la fluidez verbal semántica y fonética, respectivamente. Se observó un empeoramiento más moderado del recuerdo inmediato (−16,87%), WAIS III-LN (−16,67%) y de la prueba de orientación lineal de Benton (−11,56%). Discusión: La STN-DBS no condujo a deterioro cognitivo global a los 5 años de la cirugía. Hubo un deterioro significativo en la función verbal desde el primer año de la cirugía. El deterioro de la capacidad de aprendizaje y de las funciones visuoespaciales podría atribuirse al propio proceso degenerativo de la enfermedad. Keywords: Cognitive impairment, Deep brain stimulation, Depression, Parkinson's disease, Quality of life, Subthalamic nucleus, Palabras clave: Deterioro cognitivo, Estimulación cerebral profunda, Depresión, Enfermedad de Parkinson, Calidad de vida, Núcleo subtalámico