Kognitives Training zur Wiederherstellung der funktionellen Gehirngesundheit bei HIV

Die typischen Muster kognitiver Defizite bei HIV spiegeln eine verschlechterte Funktion des Gehirnnetzwerks wider, wahrscheinlich aufgrund einer Kombination von Gesundheitsbeeinträchtigungen des Gehirns: einige generisch (Alterung), andere HIV-spezifisch (Entzündung, diffuse Demyelinisierung und inhärente Anfälligkeit, die von Person zu Person unterschiedlich ist). In Übereinstimmung mit dieser Ansicht sind die am stärksten betroffenen kognitiven Domänen diejenigen, die auf erweiterte Netzwerke angewiesen sind (z. Aufmerksamkeits- und Exekutivfunktionen, die auf fronto-parietalen und frontostriatalen Schaltkreisen beruhen), exquisites Timing (psychomotorische Funktion) oder beides. Diese netzwerkbasierten kognitiven Funktionen sind verwundbar, aber auch belastbar: Es gibt ein hohes Maß an lernabhängiger Plastizität in Netzwerken, an denen die Frontallappen beteiligt sind. Dies argumentiert, dass die kognitiven Defizite bei HIV einer Behebung durch kognitives Training zugänglich sein könnten, und schlägt Mechanismen vor, durch die dies auftreten könnte. Es gibt viele Formen der kognitiven Rehabilitation; Ansätze, die Fortschritte in unserem Verständnis der Mechanismen der Neuroplastizität und der neuronalen Systeme, die die menschliche Kognition unterstützen, nutzen, werden wahrscheinlich den größten Ertrag bringen. In dieser Studie werden wir Plastizitätsbasierte Adaptive Kognitive Remediation (PACR) verwenden, eine leistungsstarke Methode zur Nutzung dieses plastischen Potenzials. Konzeptionell wendet PACR gut verstandene Techniken an, die von der Plastizität des Gehirns und dem impliziten/prozeduralen/wahrnehmungsbezogenen Lernen abgeleitet sind, um die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Informationsverarbeitung zu verbessern, mit Übungen, die darauf ausgelegt sind, allgemeine Verbesserungen voranzutreiben. Gleichzeitig greifen diese Übungen stark in die neuromodulatorischen Systeme ein, um ihre normale Kontrolle über Lernen und Gedächtnis wiederherzustellen. Wenn ein Individuum diese verschlechterten Fähigkeiten durch intensives prozedurales Lernen wiederherstellt, verbessert sich die Kodierung naturalistischer Informationen erheblich, und alle resultierenden deklarativen Gedächtnis- und kognitiven Funktionen, die auf der Qualität dieser eingehenden Informationen basieren, verbessern sich notwendigerweise ebenfalls, was zu einer Verbesserung führt, die sich über die trainierten Aufgaben hinaus verallgemeinert . Mehrere randomisierte kontrollierte Studien haben nun gezeigt, dass PACR die kognitiven und funktionellen Fähigkeiten in Patientenpopulationen mit kognitiver Dysfunktion verbessert, die in Art und Ausmaß ähnlich sind wie bei Patienten mit kognitiven Defiziten aufgrund von HIV.

PACR läuft in einem Webbrowser auf jedem mit dem Internet verbundenen Computer und ist in einem fesselnden spielähnlichen Format implementiert. Der Teilnehmer wählt eine der für den Tag geplanten kognitiven Übungen aus und führt diese Übung fünfzehn Minuten lang durch. Die Übung selbst enthält die wichtigsten wissenschaftlichen Stimuli und Aufgaben, die in eine spielähnliche Erfahrung eingebaut sind. Die Teilnehmer führen im Laufe der fünfzehnminütigen Sitzung Dutzende bis Hunderte von Versuchen durch, wobei jeder Versuch akustisches und visuelles Feedback und Belohnungen liefert, um anzuzeigen, ob der Versuch richtig oder falsch durchgeführt wurde. Nach jedem Versuch wird die Schwierigkeit des nächsten Versuchs aktualisiert, um sicherzustellen, dass der Teilnehmer innerhalb einer Sitzung ~ 85 % der Versuche richtig macht. Somit wird das Training individuell zugeschnitten, um seine Effektivität zu maximieren. Zusammenfassungsbildschirme mit Spielmetriken (Punkte, Stufen) und Übungsmetriken (Nutzung, Fortschritt) werden dem Teilnehmer am Ende jeder Sitzung angezeigt. Der Planungsmechanismus stellt sicher, dass ein Patient die Übungen in einer definierten Reihenfolge durchläuft und sich im Allgemeinen im Laufe der 8-wöchigen Erfahrung von einfacheren Übungen (frühe sensorische Verarbeitung) zu komplexeren Übungen (multimodale, kognitive Kontrolle) bewegt. Der Teilnehmer hat zu jedem Zeitpunkt nur Zugriff auf eine Teilmenge (normalerweise sechs) dieser Übungen, von denen vier pro Tag durchgeführt werden.

Jede Übung hat bestimmte Kriterien für den Abschluss, und nachdem diese Kriterien erfüllt sind, wird die Übung aus dem aktiven Satz entfernt und die nächste Übung hinzugefügt. Dieser Mechanismus gewährleistet sowohl kontinuierliche Neuheit als auch Engagement für den Teilnehmer und stellt sicher, dass der Teilnehmer während der gesamten Nutzungsdauer des Programms reibungslos durch den gesamten Übungssatz fortschreitet.

Das PACR-Programm wird frei zugänglich sein, und ein maßgeschneidertes kognitives Trainingsprogramm wird sowohl auf Französisch als auch auf Englisch entwickelt, das speziell auf die Bereiche und Mechanismen abzielt, die am stärksten von HIV betroffen sind. Dazu gehören die Auswahl der am besten geeigneten Schulungsmodule (12 sind geplant) und die Optimierung der webbasierten Präsentation und des Feedbacks, um die Akzeptanz für diese Zielgruppe sicherzustellen.

Das Behandlungsziel ist die Verwendung des zugewiesenen Programms in 30-minütigen Sitzungen, fünf Sitzungen pro Woche, für 8 Wochen nach der Randomisierung; Die Programmnutzung ist eine beliebige Mischung aus Sitzungen zu Hause (oder einer Community-Internetressource) oder in der Klinik.

Das Ergebnis ist der Responder-Status (definiert als Verbesserung von >0,5 Logits) auf der B-CAM. Unter der Annahme, dass das Ergebnis aus einer Binomialverteilung mit einer erwarteten Ansprechwahrscheinlichkeit von 10 % (n = 3) ohne Intervention gezogen wird, ermöglichen 30 Probanden in der unmittelbaren Trainingsgruppe den Nachweis einer positiven Antwort bei P < 0,05, wenn 7 oder mehr Personen antworten. Die beobachteten Reaktionen in beiden Gruppen werden genauere Schätzungen liefern, um eine Ausweitung dieser Arbeit auf eine vollständige Studie zu planen. Eine explorative Analyse bewertet die Reaktion nur bei denjenigen, die mindestens 60 % der Trainingseinheiten absolviert haben, wobei anerkannt wird, dass die Leistung hier reduziert wird, aber die Informationen dennoch wichtig sind.

Teilnehmer aus beiden Gruppen werden auch mit allen Personen verglichen, die für eine Randomisierung zu dieser Intervention auf der Plattform insgesamt in Frage kommen. Verallgemeinerte Schätzungsgleichungen (GEE) werden hier als sekundärer, allgemeinerer Ansatz angewendet, der die Modellierung anderer Zeitpunkte und die Berücksichtigung anderer Ergebnisse ermöglicht. Dies berücksichtigt entweder binäre (Responder-Status) oder kontinuierliche (Ergebnisse bei kognitiven Tests) Ergebnisse. Diese Analyse verwendet ein Regressionsmodell, aber die Clusterbildung von Ergebnissen innerhalb der Zeit wird kontrolliert. Bei binären Ergebnissen wird der Effekt der Gruppe (unmittelbar oder Kontrolle) als Odds Ratio ausgedrückt; für kontinuierliche Endpunkte ist der Parameter eine Effektgröße, die einem angepassten Paired-t-Test entspricht. Ein Interaktionsterm testet, ob sich der Effekt je nach Gruppe unterscheidet (d. h. in der unmittelbaren Trainingsgruppe größer war als angenommen).

Zusätzliche Analysen werden verwendet, um Änderungen im B-CAM-Score als Funktion von Änderungen zu erklären, die von der Intervention erwartet werden. Da die Interventionskohorte klein ist, verwenden wir eher Konkordanzparameter als ein Regressionsmodell, um den Grad zu quantifizieren, in dem Änderungen der hypothetischen Mechanismen, mit denen die Interventionen funktionieren, (auf individueller Ebene) mit Änderungen der Ergebnisse (kognitive Fähigkeit) übereinstimmen ).