Wirksamkeit der kognitiven Rehabilitation mit virtueller Realität und computergestützter kognitiver Stimulation bei kognitiver Beeinträchtigung im Zusammenhang mit Bewegungsstörungen (CogMusT)

Die Parkinson-Krankheit (PD) ist eine neurodegenerative Erkrankung, die durch fortschreitenden neuronalen Verlust in der Substantia nigra des Mittelhirns sowie in anderen Bereichen wie Pons, Zwischenhirn, limbischem System und temporalem Kortex gekennzeichnet ist, was von der Ablagerung von Alpha begleitet wird -Synuclein in überlebenden Neuronen. (1) Diese Neurodegeneration manifestiert sich klinisch als motorische Symptome (Bradykinesie, Starrheit, Zittern) und nicht-motorische Symptome (unter anderem Depression, Angst, Apathie und kognitive Beeinträchtigung).

Kognitive Beeinträchtigungen im Zusammenhang mit Parkinson gelten derzeit als eines der relevantesten nicht-motorischen Symptome, da sie erhebliche Auswirkungen auf Familien haben und die wirtschaftlichen Kosten, die sie für die öffentliche Gesundheit darstellen. Der mit PD assoziierten Demenz geht ausnahmslos eine Phase leichter kognitiver Beeinträchtigung (MCI) voraus, die durch das Vorhandensein von Veränderungen in neuropsychologischen Tests ohne signifikante Auswirkungen auf die Funktionsfähigkeit des Patienten gekennzeichnet ist. Patienten mit MCI haben ein höheres Risiko, im Verlauf der Erkrankung an Demenz zu erkranken. Konkret werden Umwandlungsraten von 27,8 % im ersten Jahr und bis zu 45,5 % nach 3 Jahren beschrieben. (2)

Die mit PD assoziierte kognitive Beeinträchtigung hängt sowohl von der dopaminergen Denervation des nigrostriatalen Kreislaufs (und dem sekundären Versagen der fronto-subkortikalen Schaltkreise) als auch von der Beteiligung cholinerger Hirnstammstrukturen ab, die weit in das Gehirn hineinragen. (3) Es gibt auch zunehmend Hinweise darauf, dass die kognitive Beeinträchtigung bei Parkinson nicht nur mit der Ablagerung von Alpha-Synuclein zusammenhängt, sondern dass auch die Ablagerung von Beta-Amyloid (charakteristisch für die Alzheimer-Krankheit) eine wichtige Rolle spielt. (4)

Die Huntington-Krankheit (HD) ist eine dominante autosomale neurodegenerative Erkrankung, die durch eine Expansion von CAG in Exon 1 des Gens verursacht wird, das für Huntingtin auf Chromosom 4 kodiert. Diese abnormale Expansion von CAG führt zu mutiertem Huntingtin, das als das Hauptprotein betrachtet wird, das an der Pathophysiologie der Huntington-Krankheit beteiligt ist. (5) Personen, die die Mutation tragen und ≥ 40 CAG-Wiederholungen aufweisen, zeigen unweigerlich progressive motorische (Chorea, Bradykinesie und Dystonie), kognitive (kognitive Beeinträchtigung und Demenz), psychiatrische (Depression, Apathie, perseveratives Verhalten, Reizbarkeit, unter anderem) , und funktionelle Verschlechterung im Erwachsenenalter. Das durchschnittliche Erkrankungsalter liegt bei etwa 45 Jahren, der Krankheitsverlauf bei etwa 10-20 Jahren. (6)

Die kognitive Beeinträchtigung im Zusammenhang mit der Huntington-Krankheit wurde hauptsächlich der fortschreitenden Atrophie der Basalganglien zusammen mit der damit einhergehenden Störung der fronto-subkortikalen Schaltkreise zugeschrieben. Es wurde jedoch auch gezeigt, dass andere diffuse Gehirnveränderungen, einschließlich Veränderungen in der zerebralen weißen Substanz und hinterer kortikaler Atrophie, zu kognitiven Beeinträchtigungen beitragen. (7, 8)

Die derzeit verfügbaren Behandlungen sind im Wesentlichen symptomatisch, und bisher wurde kein Medikament gefunden, das den natürlichen Verlauf dieser Krankheiten verändert. (9) Aus wissenschaftlicher, gesundheitlicher und sozialer Sicht stellt die Suche nach einem neuen Angriffspunkt oder einer neuen Behandlung zur Verringerung des Fortschreitens der Krankheit eine große Herausforderung dar. Insbesondere ein wirksames Handeln in den frühen Stadien der kognitiven Beeinträchtigung bei PD und Huntington, um die Umwandlungsrate in Demenz zu reduzieren, würde einen unmessbaren Vorteil darstellen.

Das Ziel der kognitiven Rehabilitation besteht darin, die funktionelle Leistungsfähigkeit einer Person zu verbessern und kognitive Defizite aufgrund von Hirnschäden zu kompensieren, um funktionelle Einschränkungen zu reduzieren und die Fähigkeit der Menschen zu erhöhen, alltägliche Aktivitäten auszuführen. (10) Oberstes Ziel ist es, die Lebensqualität der Menschen zu verbessern. (11, 12)

Kognitive Funktionen sind auf anatomischer Ebene miteinander verbunden und voneinander abhängig, wenn funktionelle Reaktionen erforderlich sind. Sie umfassen mehrere Arten und Ebenen der Verarbeitung. Wenn eine externe oder interne Aktivität durchgeführt wird, werden neuronale Netze kombiniert, entweder modular oder durch große Netzwerke. Diese Kombinationen rekrutieren spezifische neuropsychologische Prozesse, die zur Ausführung ausgeführt werden. Von visueller Erkennung bis hin zu Initiierungsprozessen von Verhalten (automatisch oder nicht), Impulskontrolle oder der Entwicklung metakognitiver Strategien, die Verhalten planen. Aus anwendungsbezogener Sicht wäre daher die Formulierung von Rehabilitationsaktivitäten, die die gesamte Bandbreite der Prozesse abdecken, diskret, aber auch ganzheitlich, der geeignete Anwendungsweg, um eine möglichst ökologische, individualisierbare und verallgemeinerbare Therapie zu erreichen.

Der Wirkmechanismus, auf dem kognitive Rehabilitations- oder Stimulationsprogramme basieren, ist die Neuroplastizität. Dies ist definiert als die Fähigkeit des Gehirns, seine Muster der neuronalen Konnektivität neu zu organisieren, indem es neue Synapsen erzeugt und seine Funktionalität anpasst. Neuroplastizität ist sowohl beim normalen Altern als auch bei Zuständen erworbener Hirnschäden oder Demenzen vorhanden. Die größere Wirksamkeit dieser Art von Programmen wurde bei Patienten mit erworbenen Hirnschäden (Schlaganfall, Schädel-Hirn-Trauma ua) und in geringerem Maße im Bereich der Demenzen festgestellt, obwohl sie im Vergleich zur üblichen Behandlung einen gewissen Nutzen gezeigt haben. Heute gibt es keinen etablierten Konsens über den Effekt, der durch die Nutzung des Plastizitätsphänomens eintritt, da er von mehreren Faktoren abhängt: Art der Verschlechterung, Alter, Genesungsprozess, kognitive Reserve, genetische Faktoren und andere.

Plastizität kann Lernprozesse auf drei Ebenen verbessern: einer neuronalen Ebene, einer synaptischen Ebene und einer Netzwerkebene (Änderungen in der funktionellen Konnektivität). Diese Ebenen schließen sich nicht gegenseitig aus. Die Umgestaltung von kurz- und langfristigen neuronalen Aktivitätsmustern, einschließlich der Bildung, Eliminierung und Änderung der Feuerfrequenzen und -schwellen, sowie das Sprießen neuer Axone, sind die wichtigsten Wege, um durch Erfahrung und Reifung eine neuronale Organisation zu erreichen. Neurotrophe Faktoren werden auch durch Erfahrung durch epigenetische Regulation modifiziert.

Die Wirkung, die Musiktherapie auf den Rhythmus hat, und ihre Beziehung zu den motorischen Aspekten der Basalganglien legen nahe, dass Musiktherapie im Bereich der emotionalen Komplikationen von neurodegenerativen Erkrankungen nützlich sein könnte. Studien zur Musiktherapie bei der Parkinson-Krankheit haben die Wirksamkeit und Nützlichkeit als Therapie zur Sprachrehabilitation oder zur Verbesserung von Gang, Haltung und Gleichgewicht gezeigt. Da Musiktherapie nicht mit signifikanten Nebenwirkungen verbunden ist, erscheint Musik als eine praktikable und attraktive Option als aktive Kontrollbehandlung.

Schlussfolgerungen:

Kognitive Beeinträchtigungen im Zusammenhang mit Bewegungsstörungen haben erhebliche negative Auswirkungen auf die Autonomie und Lebensqualität von Patienten und Familien und machen sie stark abhängig von Gesundheitsversorgung und sozialen Ressourcen. Die derzeit verfügbaren Behandlungen sind im Wesentlichen symptomatisch, und bisher wurde keine Therapie gefunden, die den natürlichen Verlauf dieser Krankheiten verändert.

Das Fehlen pharmakologischer Strategien zum Stoppen oder Verlangsamen des kognitiven Rückgangs im Zusammenhang mit neurodegenerativen Erkrankungen, insbesondere Bewegungsstörungen, unterstreicht die Bedeutung der Entwicklung nicht-pharmakologischer therapeutischer Strategien, um den Verlauf des kognitiven Rückgangs zu ändern und eine größere Funktionalität zu erreichen. Kognitive Stimulationsprogramme auf der Basis von RVI oder RVNI haben die Eigenschaft, ökologisch valide Umgebungen zu schaffen, die ein Üben basierend auf dem Zusammenspiel verschiedener kognitiver Prozesse je nach Aufgabe ermöglichen und letztendlich eine Verallgemeinerung im täglichen Leben durch Lernen und Automatisieren von Routinen oder Optimieren von Routinen ermöglichen neuronale Netze, Erzeugung neuer Synapsen und Veränderungen im neuronalen Feuern, die Neuroplastizität ermöglichen.

Bislang stützt sich die Evidenz zur kognitiven Rehabilitation im Bereich der Bewegungsstörungen auf Studien zur kognitiven Stimulation, bei denen Aufgaben wiederholt werden, die auf einen oder mehrere kognitive Prozesse ohne eindeutige ökologische Gültigkeit gerichtet sind, oder auf Studien, die auf virtueller Realität basieren und sich auf die Verbesserung der Motorik beschränken bei der Parkinson-Krankheit (24, 25, 26, 27, 28). Bisher hat die Heterogenität in der Konzeptualisierung des kognitiven Rückgangs bei Bewegungsstörungen ohne Befolgung von Konsenskriterien für den Einschluss von Patienten in klinische Studien dazu geführt, dass eine begrenzte Wirksamkeit oder Nichtvergleichbarkeit mit anderen Studien nachgewiesen wurde. Die Bedeutung der korrekten Klassifizierung von Patienten basierend auf ihrem kognitiven Status ist entscheidend für das richtige Design von Studien zur Verbesserung der kognitiven Funktion bei Bewegungsstörungen (7, 26, 29, 30).

Daher haben wir eine Studie konzipiert, die sich auf die Bewertung der Wirkung kognitiver Rehabilitation basierend auf RVI und computerbasierter kognitiver Stimulation auf den kognitiven Rückgang bei Bewegungsstörungen konzentriert. Aufgrund des natürlichen Verlaufs dieser Art von Krankheiten haben wir die Möglichkeit, kognitive Veränderungen in relativ kurzer Zeit mit geeigneten Instrumenten zu erkennen (31, 32). Es hat sich gezeigt, dass das PD-CRS in der Lage ist, Veränderungen des kognitiven Status bei der Parkinson-Krankheit und der Huntington-Krankheit im Laufe der Zeit zu erkennen (gute Empfindlichkeit gegenüber Veränderungen), wobei es in der Lage ist, klinisch relevante Unterschiede in einem Zeitraum von 6 Monaten zu erkennen. Zur Beurteilung der klinischen Relevanz wurde die Skala „Clinical Global Impression of Change“ verwendet, wobei eine Änderung von 11–14 Punkten im PD-CRS das Minimum darstellt, um davon auszugehen, dass eine klinische Auswirkung vorliegt. Aus diesem Grund sind wir der Ansicht, dass eine einfach verblindete klinische Studie von 6 Monaten Dauer ausreichen würde, um signifikante Unterschiede zwischen der kognitiven Leistung der Kontrollgruppe (Musiktherapie) und der RVI- oder computergestützten kognitiven Stimulationsgruppe aufzuzeigen.