Indvirkning af træning på øjenblinkkonditionering i spinocerebellære ataksier

Spinocerebellære ataksier er en gruppe af lidelser, der forårsager alvorlige handicap på grund af progressiv inkoordination. Uden nogen FDA godkendt medicin er der et kritisk behov for at finde effektive behandlinger. Forskerholdet har vist, at aerob træning med høj intensitet, defineret som 30-minutters træningspas, 5 gange om ugen ved over 80 % maksimal puls, er en potentiel behandling, der forårsager klinisk signifikante forbedringer i ataksisymptomer efter 6 måneder sammenlignet med hjemmebalance. uddannelse. Det er dog uklart, om aerob træning inducerer neuroplastiske ændringer i den beskadigede lillehjernen for at forbedre motorisk indlæring, eller om forbedringer primært skyldes øget benstyrke og udholdenhed, som hjælper med at kompensere for balanceunderskud.

For at undersøge virkningen af ​​aerob træning på cerebellar-afhængig motorisk læring, foreslår forskerholdet at bruge øjenblinkkonditionering. I dette paradigme bruges en ubetinget stimulus, såsom et lysglimt, til at fremkalde et refleksivt blink. Når en neutral betinget stimulus, såsom en tone, parres gentagne gange med lysglimt, lærer individer at blinke med øjnene som reaktion på tonen (betinget respons). Indlæringens størrelse måles ved procentdelen af ​​forsøg, der resulterer i en betinget respons eller den gennemsnitlige ændring i betinget responsamplitude. Desværre bliver øjenblinkkonditionering ikke ofte brugt i kliniske undersøgelser på grund af de høje omkostninger, omfattende programmerings- og datastyringsevner, der er nødvendige for at fortolke data, og behovet for flere personlige besøg for at fastslå omfanget af læring.

I et forsøg på at overvinde disse barrierer har forskerholdets samarbejdspartnere for nylig udviklet iBlink, en applikation til smartphonen, der kan teste øjenblinkkonditionering på afstand. Denne applikation er lavpris, ligetil for deltagere at bruge derhjemme og producerer let fortolkelige data. Desuden har forskerholdet vist, at iBlink kan bruges til at bestemme ændringer i øjenblinkkonditionering på grund af aerob træning hos raske personer. Målet med denne pilotundersøgelse vil således være at bruge iBlink-applikationen til at studere effekten af ​​træning på øjenblinkkonditionering som en proxy for motorisk læring i spinocerebellære ataksier.

Formål 1) At afgøre, om personer med spinocerebellar ataksier har underskud i øjenblinkkonditionering ved hjælp af iBlink. Tidligere undersøgelser indikerer, at personer med spinocerebellar ataksi 3, 6 og Fredrichs ataksi har nedsat øjenblinkkonditionering, men det er uklart, om dette er sandt for andre ataksityper. Således vil efterforskerne rekruttere individer med en række forskellige spinocerebellar ataksi-typer og sammenligne øjenblinkkonditionering med alder og kønsmatchede sunde kontroller (baseline-tilstand). Forskerne antager, at alle deltagere med spinocerebellar ataksi vil have nedsat øjenblinkkonditionering sammenlignet med raske kontroller, men deltagere med spinocerebellar ataksityper, der forårsager oculomotoriske underskud, vil have mere svækkelse end personer med andre ataksityper.

Mål 2) Indvirkning af akut aerob træning på øjenblinkkonditionering ved spinocerebellære ataksier. Akut aerob træning øger den betingede responsrate hos raske personer, og denne forbedring er større hos fysisk aktive personer sammenlignet med stillesiddende mennesker. Til denne undersøgelse vil deltagere med spinocerebellar ataksi blive klassificeret som stillesiddende eller fysisk aktive ved hjælp af Global Physical Activity Questionnaire. Derefter vil deltagerne blive bedt om at udføre 30 minutters akut aerob træning ved moderat intensitet (~75 % maks. puls) i 5 på hinanden følgende dage. Umiddelbart efter hver træning vil deltagerne bruge iBlink, og resultaterne vil blive sammenlignet med baseline tilstand (Mål 1). Forskerne antager, at alle deltagere med ataksi vil have en forbedring i øjenblinkkonditionering (øget gennemsnitlig ændring i betinget responsamplitude) efter akut aerob træning, men de, der er mere fysisk aktive, vil have mere forbedring med træning.

Mål 3) Indvirkning af langvarig aerob træning på øjenblinkkonditionering i spinocerebellære ataksier. Deltagerne vil blive randomiseret til enten hjemmebalance eller aerob træning i 6 måneder. Deltagerne vil gennemgå øjenblinkkonditionering ved hjælp af iBlink ved baseline, 3-, 6- og 9-måneders. Ataksisymptomer vil også blive bestemt ved hjælp af fjernvideoskalaen for vurdering og vurdering af ataksi (SARAhome) ved hver vurdering. Forskerne antager, at individer i den aerobe gruppe vil have forbedret øjenblinkkonditionering sammenlignet med balancetræningsgruppen. Desuden forventer efterforskerne, at forbedringer i SARA-score vil korrelere med forbedringer i øjenblinkkonditionering, hvilket understøtter, at den aerobe træning inducerer neuroplastiske ændringer i lillehjernen.

Klinisk betydning: Aerob træning viser løfte som en behandling for spinocerebellære ataksier, men mekanismen for forbedring er uklar. Denne undersøgelse omhandler, om aerob træning kan forbedre motorisk læring hos personer med cerebellar degeneration. Det vil også hjælpe med at validere brugen af ​​iBlink-applikationen som en nem, billig og fjern måde at teste øjenblinkkonditionering. Således kan øjenblinkkonditionering lettere bruges til at overvåge spinocerebellære ataksier eller bruges som et resultatmål i fremtidige kliniske undersøgelser.