Udløser motorisk hukommelseskonsolidering i PD: Kompleks øvelse af finmotoriske opgaver og hjerneaktivitet under læring

Til denne undersøgelse vil 40 raske ældre og 40 patienter med Parkinsons sygdom (PD) blive inkluderet. Prøvestørrelsen blev beregnet ved at kombinere resultaterne af en pilotundersøgelse ved hjælp af Swipe-Slide Pattern (SSP) opgaven (Nackaerts et al. 2020, Behav Brain Res) og litteratur om kompleks opgavetræning (Lin et al. 2012, Neuroimage; Sidaway et al. 2016, J Mot Behav). Pilotstudiet viste, at bevægelsestiden ved tilbageholdelse, efter ST-træning, i gennemsnit var 2,824 s ± 1,015 for sekvensswiping. Baseret på litteraturen antog vi en forskel på 13,5 % mellem DT- og ST-træning ved fastholdelse. Det er vigtigt, at vi antog en lignende fordel ved DT-træning hos PD-patienter og HC. Ved hjælp af en β = 0,20 og α = 0,05 blev prøvestørrelsen beregnet for en gentagen målt ANOVA-analyse med et interaktionsdesign inden for-mellem faktor (inden for: før vs post vs retention; mellem: ST vs DT). Samlet stikprøvestørrelse blev estimeret til 62 deltagere, fordelt på 31 i ST-træning og 31 i DT-træning. Taget i betragtning et frafald på 30 % (enten fra undersøgelsen eller på grund af datatab), resulterede dette i 40 forsøgspersoner i ST-træning og 40 i DT-træning. PD-patienter og HC vil blive delt ligeligt på tværs af træningstyper, hvilket resulterer i, at 40 PD-patienter og 40 HC skal randomiseres til en ST- eller DT-træningsarm. Patienterne vil blive testet under OFF-fasen af ​​medicineringscyklussen, dvs. ca. 12 timer efter sidste medicinindtagelse.

Deltagerne vil først gennemgå en inklusionssession derhjemme. I løbet af denne session vil de gennemgå et omfattende adfærdstestbatteri, der vurderer kognitive og motoriske færdigheder. Patienterne vil starte denne session i OFF-fasen af ​​medicineringsfasen og vil derfor blive bedt om at udskyde deres morgenmedicinering. Først vil motoriske færdigheder blive vurderet ved hjælp af Movement Disorders Society Unified Parkinsons Disease Rating Scale (MDS-UPDRS) og Clinch token transfer test (C3T). Kognitiv vurdering omfatter Mini-Mental State Examination (MMSE), Montreal Cognitive Assessment (MoCA) og Trail Making Test (TMT). Derudover vil tablet-færdigheder blive testet i vid udstrækning ved hjælp af et nyudviklet testbatteri, herunder ydeevne ved at trykke mellem to steder, stryge i en enkelt retning og stryge i flere retninger i tilfældig rækkefølge, i enkelt- og dobbeltopgaveforhold. Derudover vil der blive udført en mobiltelefonopgave, hvor deltagerne skal indtaste et foruddefineret telefonnummer på en smartphone. Denne del af vurderingen vil tage cirka 60 min. Bagefter vil patienterne kunne tage deres almindelige medicin, og flere spørgeskemaer vil blive udfyldt. Disse omfatter New Freezing Of Gait Questionnaire (NFOG-Q), spørgeskemaet til ikke-gang, fryseskemaet, Dexterity-spørgeskemaet (DextQ-24), Mobile Device Proficiency Questionnaire (MDPQ-16), spørgsmål vedrørende brug af smartphone og tablet og resterende dele af MDS-UPDRS. Desuden vil daglige levodopa-doser blive registreret. Sunde kontroller vil gennemgå en lignende protokol, selvom sygdomsspecifikke vurderinger og spørgeskemaer ikke vil blive udført (dvs. MDS-UPDRS, NFOG-Q, spørgeskema til ikke-gangfrysning og medicinindtagelse).

Efter inklusion vil deltagerne blive inviteret til radiologiafdelingen. UZ Leuven. De vil træne SSP-opgaven på en MRI-kompatibel tablet, mens deres hæmodynamiske responser måles ved hjælp af fMRI. Træningen vil omfatte to løb af 7 min 50 s, enten som ST eller DT afhængig af randomisering. SSP-opgaven er baseret på de fingerbevægelser, der skal laves for at låse smartphones eller tablets op eller den bane, der kan bruges til hurtigt at danne ord ved hjælp af et tastatur på en smartphone. Under denne test skal deltagerne lave forskellige foruddefinerede mønstre. For at reducere kognitiv belastning vil mønsteret være synligt i et af de øverste hjørner af skærmen. Under opgaven vil deltagerne kunne se de linjer, de tegner. Hvert mønster begynder i en af ​​ni cirkler og vil bestå af lige lange bevægelser. Deltagerne vil blive bedt om at bevæge hånden uden at løfte fingerpennen helt fra skærmen for at bevare onlinesporingen. Derudover vil deltagerne blive instrueret i at vende tilbage til et fast udgangspunkt, når mønsteret er færdigt. Den sekundære opgave består i at tælle antallet af røde eller grønne lys, der lyser i det perifere syn under opgavens udførelse. En MRI-kompatibel version af den berøringsfølsomme tablet vil blive brugt. Deltagerne vil se sporet af deres pen på tabletten ved hjælp af et indbygget spejl på toppen af ​​hovedspolen. Ud over den opgavebaserede fMRI vil der blive udført en højopløsnings T1-vægtet anatomisk scanning og diffusionsvægtet billeddannelse. Før og efter træning vil ST og DT præstationer på SSP-opgaven blive vurderet uden for scanneren ved at bruge et andet mønster for at undgå indlæring. Deltagerne vil også udføre mobiltelefonopgaven og tappe mellem to punkter-testen. Derudover vil deltagerne udfylde Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS) og Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI).

Fra dag 2 til 5 vil deltagerne fortsætte med at øve SSP-opgaven derhjemme. Til dette vil deltagerne blive bedt om at udføre SSP-opgaven på en tablet hver morgen, for patienter vil dette være lige før de tager deres almindelige medicin. Disse træningssessioner vil være begrænset til 10 minutter og indeholder det mønster, der blev lært på dag 1, samt to nye mønstre for at tillade variation. Mønstrene vil blive tilbudt i en tilfældig rækkefølge, da forskning har vist, at tilfældig praksis kan forbedre retention og transfer hos både raske ældre voksne og patienter med PD. På dag 5 vil forskeren gå til deltagernes hjem og udføre en øjeblikkelig retentionstest, der involverer single- og dual task versionen af ​​SSP-opgaven. På dag 6 og 7 vil deltagerne ikke øve sig for at tillade en opbevaringsperiode. På dag 8 vil alle deltagere have en (forsinket) retention/overførselsscanning, bestående af to kørsler i enten ST- eller DT-tilstand: (i) en løbetur, der indeholder det indlærte mønster; og (ii) en kørsel inklusive et nyt mønster for at vurdere overførsel. Igen vil ST og DT ydeevne på SSP-opgaven blive vurderet uden for scanneren ved at bruge et andet mønster for at undgå læring. Deltagerne vil også udføre mobiltelefonopgaven og tappe mellem to punkter-testen. For at minimere hovedbevægelser under selve scanningen, vil der blive brugt en vakuumfikseringspude til at imødekomme disse vanskeligheder.