Motion og læring og hukommelse ved multipel sklerose

Den foreslåede undersøgelse involverer et enkelt-blindt, fase I randomiseret kontrolleret forsøg (RCT) på virkningerne af overvåget løbebåndstræning på læring og hukommelse, hippocampus struktur/funktion og kardiorespiratoriske konditionsresultater i fuldt ambulatorisk (dvs. EDSS ≤ 4,0) ) personer med multipel sklerose (MS), som har svækkelse af at lære ny information. Denne undersøgelse vil sammenligne virkningerne af 3 måneders overvåget, progressiv (både intensitet og varighed) kronisk løbebånds-gåøvelse (designet baseret på pilotarbejde [Sandroff et al., 2015; 2016a; 2016b] og American College of Sports Medicine (ACSM) retningslinjer) med en aktiv kontroltilstand (dvs. stræk- og toningsaktiviteter) om indlæring og hukommelse, hippocampus volumen og funktionel forbindelse i hviletilstand og kardiorespiratorisk kondition. Læring og hukommelse repræsenterer det primære resultat, hvorimod hippocampus volumen og hviletilstand funktionel forbindelse og kardiorespiratorisk fitness repræsenterer de sekundære resultater. En sådan undersøgelse vil give det første Klasse I-bevis for virkningerne af løbebåndstræning på disse resultater i MS.

Under baseline vil deltagerne først gennemføre et batteri af neuropsykologiske tests, efterfulgt af en trinvis træningstest til udmattelse på et motordrevet løbebånd for at måle kardiorespiratorisk kondition, og vil gennemgå en MR-scanning. Disse resultater vil blive målt af bedømmere, der er blindet for tilstand. Deltagerne vil gennemføre adskillige neuropsykologiske test, der behandler forskellige aspekter af indlæring og hukommelse. Disse test inkluderer California Verbal Learning Test-2 [Delis et al., 2000] og Selective Reminding Task [Buschke & Fuld, 1974] som mål for verbal læring og hukommelse, og Brief Visuospatial Memory Test-Revised [Benedict, 1997] og 10/36 Spatial Recall Test [Rao et al., 1984] som mål for visuospatial indlæring og hukommelse. Kognitiv behandlingshastighed vil blive målt ved hjælp af Symbol Digit Modalities Test [Smith, 1982], verbal flydende vil blive målt ved hjælp af Controlled Oral Word Association Test [Benton, 1994], og eksekutiv kontrol (dvs. hæmmende kontrol) vil blive målt ved hjælp af en modificeret flankeropgave [Eriksen & Eriksen, 1974]. Kardiorespiratorisk kondition vil blive målt som maksimalt iltforbrug (VO2peak) ved hjælp af en trinvis træningstest til udmattelse på et motordrevet løbebånd og et åbent kredsløbsspirometrisystem (ParvoMedics True One 2400, Sandy, UT) til analyse af udløbne gasser ved hjælp af en modificeret Balke protokol. Denne protokol bruges almindeligvis til at måle kardiorespiratorisk kondition hos ældre voksne [f.eks. Colcombe et al., 2004] og personer med kronisk slagtilfælde [f.eks. Macko et al., 1997] og er endvidere i overensstemmelse med ACSM-retningslinjerne for træningstest af MS-patienter [ACSM, 2013]. Til sidst vil deltagerne gennemgå strukturelle og hviletilstandsfunktionelle tilslutningsmagnetiske resonansbilleder af hippocampus. MR-instrumentet, der vil blive brugt, er et FDA-godkendt Siemens 3 T klinisk billedapparat. Efter baseline-testning vil deltagerne blive tilfældigt tildelt enten træningstræningen eller den aktive kontroltilstand ved at skjule dem. Deltagerne vil yderligere blive blinde for tilstanden (dvs. uvidende om, at træningstilstanden for løbebåndet repræsenterer den eksperimentelle tilstand, og stræk- og toningstilstanden repræsenterer den aktive kontroltilstand).

Træningstræningen vil omfatte 3-måneders overvåget, progressiv let, moderat og kraftig løbebåndstræning med intensitet og vil være baseret på ACSM-retningslinjer for træningsrecept [ACSM, 2013]. Vi valgte løbebånds-gåmotion som den aerobe træningsmodalitet baseret på pilotarbejde, der tyder på, at løbebåndsgang kan have større gavnlige effekter på kognition sammenlignet med stationær cykling [Sandroff et al., 2015], og at sådanne fordele forekommer for let, moderat og kraftig intensitet løbebånd gå øvelse [Sandroff et al., 2016]. Selve træningstræningen vil finde sted 3 gange om ugen over 3 måneder, ledet af uddannede træningsledere, og vil i første omgang bestå af 15 minutters let til moderat intensitet løbebånds-gåtræning og til sidst udvikle sig til 40 minutters kraftig intensitetstræning for måned. 3. Udstræknings- og toningsaktiviteterne vil blive inkluderet som en minimal øvelse, aktiv kontrolbetingelse. Kontroltilstanden vil blive leveret med samme frekvens og varighed af løbebåndets gang træningstilstand. Udstræknings- og toningsaktiviteterne vil være baseret på en manual leveret af National Multiple Sclerosis Society, og udstræknings- og toningsaktiviteter vil gradvist blive inkluderet i løbet af den 3-måneders studieperiode. Deltagerne vil desuden blive bedt om ikke at foretage yderligere motion (dvs. ikke deltage i et fitnesscenter og begynde at træne) i løbet af undersøgelsen. De kognitive, kardiorespiratoriske konditions- og MR-resultater vil blive vurderet igen efter den 3-måneders undersøgelsesperiode af bedømmere, der er blindet for tilstanden.

Dataene vil blive analyseret ved hjælp af mixed-factor ANOVA med tid (før- og post-) som en inden-fagsfaktor og tilstand (motion eller kontrol) som en mellem-fagsfaktor på indlæring og hukommelse, hippocampus og kardiorespiratoriske konditionsresultater ( se specifikke mål/hypoteser 1 og 2 i afsnittene Primære undersøgelsesmål og undersøgelseshypotese). Effektstørrelser vil blive udtrykt som delvis eta-kvadrat (ηp2) og Cohen's d [Cohen, 1988]. Spearman's rho rank-order korrelationer (ρ) vil blive udført for sammenhænge mellem ændringer i kardiorespiratorisk kondition, hippocampus struktur/funktion og indlæring og hukommelse for dem, der har gennemgået træningstilstanden for løbebåndet (se specifikke mål/hypoteser 3 og 4 i afsnittene Sekundære Studiemål og Studiehypotese). Effektstørrelserne fra interaktionsbegreberne fra ANOVA'erne og korrelationer vil tjene som effektstørrelser for de efterfølgende effektanalyser, der kræves for en efterfølgende fase II RCT.