帕金森病（Parkinson’s disease, PD）是為流行的突觸核蛋白病（synucleinopathy），也是di二大常見的神經退行性疾病，影響著大約2%的60歲以上人群，發病率僅次于阿爾茨海默病。這種疾病的病理特征是大腦黑質紋狀體中多巴胺能神經元的大量丟失，同時伴隨著慢性神經炎癥、線粒體功能障礙以及以路易小體（Lewy body）形式存在的富含α-突觸核蛋白的蛋白聚集物的廣泛堆積。
根據帕金森病基金會（Parkinson's Foundation）的數據，帕金森病是一種神經系統進行性疾病，影響美國大約100萬人。早期癥狀包括震顫、睡眠困難、便秘和移動或行走困難，終過渡到更嚴重的癥狀，如運動功能喪失和說話能力喪失，以及癡呆癥。 大多數人在60多歲時開始出現癥狀，但是據報道，這種疾病也可發生在年僅2歲的患者身上。
基因療法是一類治療包括帕金森病在內的神經系統疾病的很有前途的方法。一項II期臨床試驗已表明通過基因療法將谷氨酸脫羧酶（GAD）運送到帕金森病患者的丘腦底核（subthalamic nucleus, STN）中具有治療效果。然而，介導這種治療反應的確切機制仍然是不清楚的。
在一項新的研究中，為了確定這種機制，Martin Niethammer等人分析了接受GAD基因療法的帕金森病患者和那些接受假手術（sham surgery）的患者的代謝成像數據，其中所有的患者均在術前以及術后6個月和12個月時接受掃描。那些接受GAD基因療法的患者產生了一種*的治療依賴性多突觸腦回路，這些研究人員稱之為GAD相關模式（GAD–related pattern），它反映了將丘腦底核與運動皮層區域相關聯在一起的新的多突觸功能通路的形成。
當對所接受的治療不知情時，基因療法組患者和假手術組患者都產生了之前報道的安慰劑代謝網絡，即假手術相關模式（sham surgery–related pattern）。然而，僅接受GAD基因療法的帕金森病患者出現與臨床改善相關的GAD相關模式。因此，這些結果表明GAD基因療法的治療效果可能是通過調節腦代謝來介導的。此外，治療誘導的腦回路變化可用于臨床試驗中區分真正的治療反應并提供對它們的內在生物學機制的深入認識。
