Harjoitus ja oppiminen ja muisti multippeliskleroosissa

Ehdotettu tutkimus sisältää yksisokkoutetun, vaiheen I satunnaistetun kontrolloidun tutkimuksen (RCT) valvotun juoksumattokävelyharjoittelun vaikutuksista oppimiseen ja muistiin, hippokampuksen rakenteeseen/toimintoihin sekä sydän- ja hengityselimistön kuntotuloksiin täysin avohoidossa (eli EDSS ≤ 4,0). ) multippeliskleroosia (MS) sairastavat henkilöt, joilla on heikentynyt uuden tiedon oppiminen. Tässä tutkimuksessa verrataan kolmen kuukauden valvotun, progressiivisen (sekä intensiteetin että keston) kroonisen juoksumattokävelyharjoituksen (suunniteltu pilottityön [Sandroff et al., 2015; 2016a; 2016b] ja American College of Sports Medicinen (ACSM) vaikutuksia. suuntaviivat) aktiivisen kontrollitilan (eli venytys- ja virkistystoimintojen) kanssa oppimisen ja muistin, hippokampuksen tilavuuden ja lepotilan toiminnallisen yhteyden sekä kardiorespiratorisen kunnon suhteen. Oppiminen ja muisti edustavat ensisijaista tulosta, kun taas hippokampuksen tilavuus ja lepotilan toiminnallinen yhteys ja kardiorespiratorinen kunto edustavat toissijaisia ​​tuloksia. Tällainen tutkimus tarjoaa ensimmäisen luokan I todisteen juoksumatolla kävelyharjoittelun vaikutuksista näihin tuloksiin MS-taudissa.

Lähtötilanteessa osallistujat suorittavat ensin sarjan neuropsykologisia testejä, joita seuraa asteittainen rasitustesti uupumukseen moottorikäyttöisellä juoksumatolla kardiorespiratorisen kuntoa mittaamaan, ja heille tehdään MRI-skannaus. Näitä tuloksia mittaavat arvioijat, jotka ovat sokeutuneet kunnon suhteen. Osallistujat suorittavat useita neuropsykologisia testejä, joissa käsitellään oppimisen ja muistin eri näkökohtia. Näihin testeihin kuuluvat Kalifornian verbaalinen oppimistesti-2 [Delis et al., 2000] ja selektiivinen muistutustehtävä [Buschke & Fuld, 1974] verbaalisen oppimisen ja muistin mittarina sekä lyhyt visuaalinen muistitesti-Revised [Benedict, 1997]. ja 10/36 Spatial Recall Test [Rao et al., 1984] visuospatiaalisen oppimisen ja muistin mittarina. Kognitiivinen prosessointinopeus mitataan Symbol Digit Modalities -testillä [Smith, 1982], verbaalinen sujuvuus mitataan Controlled Oral Word Association -testillä [Benton, 1994] ja toimeenpanoohjaus (eli estävä ohjaus) mitataan käyttämällä modifioitu flanker-tehtävä [Eriksen & Eriksen, 1974]. Sydän-hengityskunto mitataan huippuhapenkulutuksena (VO2peak) käyttämällä inkrementaalista rasitustestiä uupumukseen moottorikäyttöisellä juoksumatolla ja avoimen piirin spirometriajärjestelmää (ParvoMedics True One 2400, Sandy, UT) uloshengitettyjen kaasujen analysoimiseksi modifioidulla Balken protokolla. Tätä protokollaa käytetään yleisesti kardiorespiratorisen kunnon mittaamiseen iäkkäillä aikuisilla [esim. Colcombe et al., 2004] ja henkilöt, joilla on krooninen aivohalvaus [esim. Macko et al., 1997] ja lisäksi se on yhdenmukainen MS-potilaiden rasitustestien ACSM-ohjeiden kanssa [ACSM, 2013]. Lopuksi osallistujille tehdään rakenteellisia ja lepotilan toiminnallisia liitettävyyden magneettiresonanssikuvia hippokampuksesta. Käytettävä MR-instrumentti on FDA:n hyväksymä Siemens 3 T kliininen kuvantamislaite. Perustestauksen jälkeen osallistujat jaetaan satunnaisesti joko harjoitusharjoitteluun tai aktiiviseen kontrollitilaan kätkemällä. Lisäksi osallistujat sokeutuvat kunnon suhteen (eli he eivät tiedä, että juoksumattokävelyharjoittelun kunto edustaa kokeellista tilaa ja venytys- ja kiinteytystila edustaa aktiivista kontrollitilaa).

Harjoitusharjoittelu sisältää 3 kuukauden ohjattua, progressiivista kevyttä, kohtalaista ja voimakasta intensiivistä juoksumattokävelyharjoitusta, ja se perustuu ACSM:n ohjeisiin harjoitusmääräyksiin [ACSM, 2013]. Valitsimme juoksumattokävelyharjoituksen aerobiseksi harjoitusmuodoksi pilottityön perusteella, joka viittaa siihen, että juoksumattokävelyllä voi olla suurempia suotuisia vaikutuksia kognitioon verrattuna paikallaan pyöräilyyn [Sandroff et al., 2015] ja että tällaiset hyödyt näkyvät kevyessä, kohtalaisessa ja voimakkaan intensiteetin juoksumatolla kävelyharjoitus [Sandroff et al., 2016]. Itse harjoitusharjoittelu tapahtuu 3 kertaa viikossa 3 kuukauden ajan koulutettujen liikuntajohtajien johdolla. Se koostuu aluksi 15 minuutin kevyestä tai kohtalaiseen intensiivisestä juoksumattokävelyharjoituksesta ja lopulta etenee 40 minuuttiin voimakkaan intensiivisyyden harjoitteluun kuukausittain. 3. Venytys- ja kiinteytystoiminnot sisällytetään minimiharjoitukseen, aktiivisena kontrolliehtona. Kontrolliehto toimitetaan käyttämällä samaa taajuutta ja kestoa kuin juoksumattokävelyharjoitus. Venytys- ja kiinteytysaktiviteetit perustuvat National Multiple Sclerosis Societyn toimittamaan käsikirjaan, ja venyttely- ja kiinteytysaktiviteetit otetaan mukaan asteittain kolmen kuukauden opiskelujakson aikana. Osallistujia pyydetään lisäksi olemaan harjoittelematta ylimääräistä harjoittelua (eli olemaan liittymättä kuntosalille ja aloittamatta harjoittelua) tutkimuksen aikana. Kognitiivinen, kardiorespiratorinen kunto ja magneettikuvaustulokset arvioidaan uudelleen kolmen kuukauden tutkimusjakson jälkeen kunnon sokeutuneiden arvioijien toimesta.

Tiedot analysoidaan käyttämällä sekatekijä-ANOVAa, jossa aika (ennen ja jälkeen) on koehenkilön sisäinen tekijä ja kunto (harjoitus tai kontrolli) koehenkilöiden välisenä tekijänä oppimiseen ja muistiin, aivotursoon ja sydän- ja hengityselimistön kuntoon ( katso Erityistavoitteet/Hypoteesit 1 ja 2 osioissa Primary Study Tavoitteet ja Tutkimushypoteesi). Vaikutuskoot ilmaistaan ​​osittaisella eta-neliöllä (ηp2) ja Cohenin d:llä [Cohen, 1988]. Spearmanin rho rank-order -korrelaatiot (ρ) suoritetaan sydän-hengityskunnossa, hippokampuksen rakenteen/toiminnan sekä oppimisen ja muistin välisten assosiaatioiden selvittämiseksi niille, jotka ovat käyneet läpi juoksumatolla kävelyharjoituksen harjoittelun (katso Erityistavoitteet/Hypoteesit 3 ja 4). Toissijaisen tutkimuksen tavoitteet ja Tutkimushypoteesit). ANOVA:iden ja korrelaatioiden vuorovaikutustermien vaikutuskoot toimivat vaikutuskokoina myöhemmissä tehoanalyyseissä, joita tarvitaan myöhempää vaiheen II RCT:tä varten.