Effekten af ​​kognitiv og fysisk træning hos pædiatriske kræftoverlevere

Mål og hypoteser:

Det overordnede formål med denne undersøgelse er tredobbelt: For det første har denne undersøgelse til formål at uddybe viden om særlige mønstre af langvarig kognitiv svækkelse hos pædiatriske kræftoverlevere. At forstå karakteren af ​​kognitive underskud i denne population vil være nyttigt til at udvikle skræddersyede terapeutiske strategier. For det andet er tilgængeligheden af ​​veldesignet børnevenlig evidensbaseret træning af stor klinisk relevans for at forebygge skoleproblemer og yderligere forringelse af kognitive funktioner. For det tredje vil påvisningen af ​​træningsinducerede neuronale ændringer i hvidstofstrukturen give indsigt i den funktionelle plasticitet af barnets hjerne. Derudover vil træningsinducerede ændringer i hvid substans bygge stærke beviser for effekten af ​​den særlige intervention.

Følgende hypoteser vil især blive vurderet i denne undersøgelse:

1. Børn med hjernetumorer (BT) har særlige problemer med hukommelse og opmærksomhed, hvilket resulterer i et generelt underskud på flere kognitive områder. Børn med en historie med cancer uden involvering af CNS viser færre problemer end børn med en historie med cancer med BT i de samme kognitive domæner, men flere problemer end raske kontrolbørn.
2. Standardiseret arbejdshukommelsestræning fører til forbedring af arbejdshukommelsens ydeevne. Overførsel af træningseffekten især til områderne eksekutive funktioner, hukommelse og opmærksomhed forventes.
3. Fysisk træning fører til forbedring af koordination, udholdenhed og motorisk styrke. En overførsel til flere kognitive områder (dvs. eksekutive funktioner) og fysisk selvopfattelse forventes.
4. Efter arbejdshukommelsestræning og fysisk træning vil patienternes hvide stofstruktur vise betydelige ændringer i fraktioneret anisotropi. Der vil også være ændringer i funktionel tilslutning.
5. Neuropsykologiske effekter af træning vil stadig være til stede efter 6 måneder efter træning for begge forsøgsgrupper.

Alle sammenligninger vil blive udført på et individuelt niveau (intraindividuelt niveau, primært mål) såvel som på et interindividuelt niveau (sammenligning mellem grupper, sekundært mål). Signifikansniveauet er sat til α = 0,05.

Deltagere:

Kræftoverlevere: Forskere vil inkludere 150 børn og unge i alderen 7-16 år, som har fået en indledende diagnose af kræft med/uden CNS (centralnervesystemet) involvering i de sidste 10 år og afsluttet deres behandling (kirurgi, stråling og/eller kemoterapi) ) mindst 12 måneder før deres deltagelse i undersøgelsen. Kræftoverlevere vil blive rekrutteret på to forskellige specialiserede pædiatriske enheder i Schweiz. For at minimere prøvens heterogenitet vil børn med en historie med cancer uden CNS-involvering og kun kirurgisk fjernelse af tumoren uden efterfølgende stråling og/eller kemoterapi blive udelukket fra undersøgelsen. På grund af den øgede sandsynlighed for frafald af børn med en historie med kræft i et longitudinelt studie, vil mere end det statistisk krævede antal deltagere (> 25 børn pr. gruppe) blive rekrutteret for at opnå tilstrækkelig statistisk styrke.

Sunde kontroller: 40 raske børn og unge (matchet for alder og køn) vil blive inkluderet i den første vurdering og tjene som en sund kontrolprøve. De vil primært blive rekrutteret via deres søskende, som indgår i kræftoverlevergruppen og også fra personlige bekendtskaber blandt hospitalspersonalet og studiesamarbejdspartnerne.

Design Nærværende undersøgelse er designet som et randomiseret stratificeret kontrolleret forsøg, der omfatter to interventionsgrupper, en ventegruppe (børn med en historie med cancer [både CNS+ og CNS-] og en sund kontrolgruppe (matchet for alder og køn). Nogle børn i patientgruppen vil blive tildelt en ventekontrolgruppe for at bestemme træningseffekterne (deres træning starter senere). Efter tilfældig tildeling til de respektive forhold installeres interventionsmaterialet (XBOX eller computer) hjemme hos deltagerne. Derved vil en superviseret første træningssession finde sted. De eksekutive funktioner før og efter samt flere detaljer om effekterne af en enkelt interventionssession (på nydelse, ophidselse osv.) vil blive undersøgt. Efterfølgende vil den respektive gruppe enten følge en standardiseret, computerstyret arbejdshukommelsestræning eller en fysisk træning. Neuropsykologisk vurdering vil blive udført før interventionen/træningen og genudført med alle deltagere ved afslutningen af ​​hukommelsestræningen eller fysisk træning og 6 måneder efter træningen. Strukturel og funktionel billeddannelse vil blive udført før og kort efter arbejdshukommelsestræning og fysisk træning. Et 3 Tesla MRI-system for hele kroppen vil blive brugt (Siemens; Erlangen, Tyskland). Anatomisk billeddannelse vil blive opnået ved hjælp af en sekvens for T1-vægtet strukturel hjernebilleddannelse med helhjernedækning. Strukturelle forbindelsesbilleder vil blive erhvervet ved at bruge en q-ball-sekvens, funktionel forbindelse vil blive målt ved at bruge en multiband echo planar imaging-sekvens (MB EPI). For- og efterbehandling af de strukturelle data vil blive udført ved hjælp af SPM8 (Welcome Departement of Imaging Neuroscience, London) og MATLAB-programmer (MATLAB version 8.2). For at udføre funktionelle tilslutningsanalyser anvendes CONN fMRI-forbindelsesværktøjskasse 13.1 (Whitfield-Gabrieli & Nieto-Castanon, 2012). De fraktionerede anisotropikort leveres af Siemens-softwaren og kan direkte bruges til yderligere statistisk evaluering.

Interventioner:

Alle 150 deltagere med en historie med cancer vil blive tilfældigt, men på en stratificeret måde, tildelt 3 grupper (gruppe A, B og C) (se Fig.1).

Træning A: Gruppe A (n1= 25 CNS+, n2 = 25 CNS-) vil gennemgå et træningsprogram for arbejdshukommelse. Børnene vil modtage individuel hukommelsestræning baseret på computerprogrammet Cogmed RM (Klingberg et al., 2005) og vil blive superviseret af uddannede neuropsykologer. Dets effektivitet i brug med børn med kræft er for nylig blevet offentliggjort (f.eks. Hardy et al., 2012). Børnene vil gennemgå 25 træningssessioner "online"; hver session tager omkring 45 minutter og består af et udvalg af forskellige opgaver, der er målrettet de forskellige aspekter af arbejdshukommelsen. Træningens sværhedsgrad tilpasses altid ud fra brugerens præstation. Børnene vil udføre hukommelsestræningsprogrammet derhjemme over en periode på 8 uger. Barnet og en autoriseret Cogmed RM-coach (neuropsykolog) vil gennemgå og overvåge resultaterne af hver dags træning online. I en indledende session på hospitalet (Zürich eller Bern) planlægger og strukturerer Cogmed RM-coachen træningen sammen med barnet og forældrene. Coachen vil give ugentlig supervision og feedback på barnets præstationer og fremskridt via telefonopkald til barnets hjem. I den afsluttende session med barnet og forældrene vil træningserfaringen blive gennemgået .

Træning B: Gruppe B (n1= 25 CNS+, n2 = 25 CNS-) vil modtage en fysisk træning, der kan udføres hjemme. Træningen vil være baseret på xbox Kinect-spil (f.eks. Shape Up) og omfatter spil og aktiviteter såsom jump'n'run spil, fysisk træning og danseaktiviteter. Alt materiale vil blive leveret af Inselspital Bern. Et træningspas varer cirka 45 minutter og vil blive udført 3 dage om ugen over en periode på 8 uger.

Gruppe C (n1= 25 CNS+, n2 = 25 CNS-) vil fungere som en ventende kontrolgruppe og vil modtage enten det fysiske eller arbejdshukommelsestræningsprogram efter afslutning af Neuropsykologisk Udredning II.