Hermopolkujen uudelleenkoulutus parantaa kognitiivisia taitoja lievän traumaattisen aivovamman jälkeen

Tämä tutkimus tarjoaa kliinistä testausta terapeuttisesta harjoittelusta aivotärähdyksen aiheuttamien kognitiivisten häiriöiden korjaamiseksi. Vaiheen I kliininen tutkimus suoritetaan sen määrittämiseksi, onko mahdollista kohdistaa mTBI-potilaiden visuaalisten ajoituksen puutteiden etiologia, jotta mTBI:n aiheuttamien kognitiivisten puutteiden hoito onnistuu. Tämä kliininen tutkimus lisää paitsi ymmärrystämme mTBI:n jälkeisistä kognitiivisista puutteista, vaan myös parhaasta interventiosta mTBI:n jälkeisten kognitiivisten puutteiden hoitoon. Heti kun IRB on hyväksynyt tutkimusprotokollan, tri Ahmed julkaisee esitteitä sekä Kaizen Brain Centerissä että tohtori Huang VA-sairaalassa koehenkilöiden värväämiseksi. Kiinnostuneet tutkitaan puhelimitse, jotta varmistetaan heidän kelpoisuutensa MEG/MRI-tutkimukseen. Tämä tutkimus on suunniteltu antamaan selkeämpi käsitys aivokuoren ajoitusprosesseista (PATH-koulutus) ja niihin kohdistettu koulutus. Tutkijat laajentavat aiempia tuloksia neljän mTBI-kohteen pilottitutkimuksesta paljon suurempaan otokseen mTBI-potilaista. Ehdotettu tutkimus testaa PATH-neurokoulutuksen toteutettavuutta (vaihe I) prosessointinopeuden ja visuaalisen työmuistin (ensisijaiset tulokset) ja lukunopeuden, kuulo-WM:n, valikoivan huomion, kognitiivisen joustavuuden, jatkuvan huomion, lukutaidon, aivotärähdyksen jälkeisten oireiden, laadun parantamiseksi. elämästä ja MoCA:sta (toissijaiset tulokset) mTBI-aineissa nopeasti ja tehokkaasti analysoimalla eroja standardoiduissa testeissä ennen interventiokoulutusta ja sen jälkeen. Tässä tutkimuksessa verrataan PATH-harjoitusta, joka esittää hämäriä harmaita kuvioita liikkumassa vasemmalle tai oikealle dorsaalisen virran aktivoimiseksi, Sham-harjoitteluun, jossa esitetään korkeakontrastisia värillisiä paikallaan olevia kuvioita, jotka on kallistettu vasemmalle tai oikealle aktivoimaan parvosolut vatsavirrassa, N-Back Workingin kanssa. Muistitehtävä (WM) aktivoi ensisijaisesti dorsaalisen lateraalisen PreFrontal Cortexin (dlPFC), kuten kilpailu tekee. Tutkijat ennustavat, että PATH-harjoittelu parantaa työmuistia, käsittelynopeutta ja tarkkaavaisuutta enemmän kuin Sham- tai N-Back WM -harjoittelu mTBI:n jälkeen. Koska PATH-harjoittelun jälkeen on tehtävä kognitiivisia harjoituksia kognitiivisten toimintojen parantamiseksi, täydentävä strategia, joka koostuu 15 minuutin työmuistin harjoittelusta, joka muistuttaa oikean numerosarjan, jokaista esitetään 500 ms:n ajan 5 numerosta 10 numeroon. 15 minuuttia sekä PATH- että Sham-harjoittelun jälkeen. Kolme interventiota (PATH, N-back WM ja Sham neurotraining) kukin 30 minuuttia, annetaan kolme kertaa viikossa 12 viikon ajan.

Tähän tutkimukseen osallistuvat henkilöt tulevat neurologian yleislääkäriltä, ​​ja siksi he voivat sisältää henkilöitä, jotka ovat kärsineet urheiluvammoista, moottoriajoneuvo-onnettomuuksista ja työhön liittyvistä vammoista, sekä VA-sairaalasta, jolla on taisteluun liittyvä mTBI. Sellaisenaan aivovamman sijainnin ja laajuuden voidaan olettaa olevan suhteellisen heterogeeninen. Sisällyttämis-/poissulkemiskriteerit on kuvattu muualla. Tämä tutkimus kohdistuu 80 mTBI-aikuiseen, iältään 18–55-vuotiaalle, suorittamaan kaikki kolme erityistavoitetta käyttämällä yhtä koordinoitua testipaikkaa (UCSD-PDI). Hoito- ja kontrolliryhmät ovat tasapainossa iän, sukupuolen, visuaalisen työmuistin, Montreal Cognitive Assessment (MoCA) -pisteiden, TBI-tapausten määrän, tajunnan menetyksen keston sekä mTBI:n lokuksen ja laajuuden suhteen. Noin 40 ainetta, 13 ainetta kussakin kolmessa koulutusryhmässä opiskellaan vuosittain yhteensä 2 vuoden ajan. Puolet hoitoryhmien koehenkilöistä suorittaa ennen jälkeisiä MEG-kokeita, jotka tarjoavat biomarkkereita kognitiivisten taitojen paranemisesta. Aineisiin ilmoittautuu jatkuvasti enintään 15 ainetta kerrallaan, jolloin UCSD:n henkilökunta voi helposti seurata aineita. Avain, joka yhdistää varsinaisen aiheen nimen ja ID-numeron tallennetuissa tiedoissa, säilytetään lukitussa arkistokaappissa ja tallennetaan salasanasuojatulla tietokoneella, jotta aiheen luottamuksellisuus säilyy. Koska potilastaakka on suuri, kun heitä harjoitetaan 3 kertaa viikossa 12 viikon ajan, koehenkilön kompensoinnin ja halun parantaa kognitiota pitäisi kannustaa mTBI-potilaita jatkamaan tutkimusta. Alle 5 %:n keskeyttämisprosentin odotetaan olevan, koska koehenkilöille ei makseta osallistumisesta korvausta ennen kuin he ovat suorittaneet tämän tutkimuksen. Tilastotyöntekijä määrää satunnaisesti jokaisen kohteen johonkin kolmesta interventiokoulutusryhmästä ja valvoo kaikkia yllä lueteltuja tekijöitä. Tämä tutkimus sisältää rinnakkaissuunnitelman sen selvittämiseksi, mikä koulutusryhmä kehittyy eniten. Koehenkilöitä tutkitaan kahden ajanjakson aikana, 12 viikon välein (pre-post testi).

Interventiokoulutus toteutetaan tarkasti käyttämällä: 1) yksityiskohtaista kirjallista protokollaa, jota kaikki tutkimusavustajat (RA:t) koulutetaan noudattamaan huolellisesti, 2) koulutusvideoita ja 3) kaikkien RA:iden suorittamalla PATH, N-Back WM ja näennäisiä interventioita ennen tämän koulutuksen antamista koehenkilöille. Sen varmistamiseksi, että kaikki testit suoritetaan samalla tavalla, kirjalliset ohjeet annetaan sanatarkasti, ja kaikkea koulutusta valvovat PI ja/tai SRA. UCSD-opiskelijat rekrytoidaan UCSD:hen professori Rossanon alaisuudessa. Interventiokoulutus järjestetään joko PDI:n toimistossa Solana Beachillä tai UCSD:n radiologian kuvantamislaboratoriossa, valitsemalla aiheelle sopivampi paikka. Toinen SRA valvoo kaikkea MEG-tietojen keräämistä UCSD:n Radiology Imaging Lab -laboratoriossa ja koordinoi toimintaa PDI:n käyttäytymis-SRA:n kanssa. Koulutus toteutetaan päiväsaikaan tutkittavalle sopivaan aikaan 30 minuuttia 3 päivää/viikko 12 viikon ajan. Uusia mTBI-aineille suunnattuja PATH-koulutusvideoita kehitetään, joten ne ovat mahdollisimman tärkeitä aikuisille, joilla on mTBI.

RA:t: 1) noudattavat tutkimusprotokollaa varmistamalla, että koehenkilö on keskittynyt tehtävään, 2) heidät koulutetaan laajasti suorittamaan standardoituja testejä ja 3) ovat sokeita sille, mitkä mTBI-kohteet kuuluvat mihinkin ryhmään standardoituja testejä tehdessään. Standardoitujen testien sekä hoito- ja kontrollitoimenpiteiden hallinnoinnin oppiminen tapahtuu PI:n ja SRA:n kanssa, jotka valvovat jokaista uusien tutkimus-RA:iden ryhmää. Jokainen oppiaine koulutetaan henkilökohtaisesti, jotta tehtävä on suoritettu oikein. RA:t varmistavat, että tutkittava on tehtävässä tarkastelemalla tietokonetietoja, ja tarjoavat tarvittaessa lisäkoulutusta. Kaikkien koehenkilöiden on suoritettava ohjattua koulutusta varmistaakseen, että harjoittelu tapahtuu johdonmukaisesti, samaan aikaan päivästä, 30 minuuttia 3 kertaa viikossa 12 viikon ajan. Muuten tämän tehtävän suorittaminen ajoissa ei todennäköisesti tapahdu, varsinkin kun mTBI-kohteet oppivat kiinnittämään huomiota ja muistamaan helpommin. Jokaiselle aiheelle lähetetään myös tekstimuistutuksia, jotka muistuttavat heitä tulemaan aivoharjoitteluun. Jos kohde kokee epämukavuutta, häntä kehotetaan katsomaan pois näytöltä ja pitämään lyhyt 1-2 minuutin tauko. Näitä sivuvaikutuksia esiintyy harvoin.

PI, tohtori Teri Lawton ja co-I, prof. Aaron Seitz, joilla molemmilla on laaja kokemus kontrolloiduista validointitutkimuksista, sekä kaksi SRA:ta (yksi käyttäytymistietoja valvova ja yksi MEG-pohjainen data) vastaavat koulutuksesta. koko henkilöstö, joka suorittaa päivittäisiä toimintoja, jotka edellyttävät aikataulutusta ja valvontaa: 1) pre-post neuropsykologiset testit, 2) pre-post MEG-tutkimukset UCSD:ssä ja 3) hoito- ja kontrollitoimenpiteiden hallinnointi. PI ei voi vaikuttaa tuloksiin, koska tiedot keräävät SRA tai RA, kun neuropsykologisia testejä annetaan, tai automaattisesti kaikki interventiotestausohjelmat, ja vain tilastotieteilijä analysoi käyttäytymistietoja. PDI:n SRA syöttää kaikki tiedot REDCap-tietokantaan tilastotieteilijän analysoitavaksi, joka syöttää tiedot FITBIR-tietokantaan.

Biomarkkerikomponentilla tehtyjä tutkimuksia käytetään puolet koehenkilöistä kussakin hoitoryhmässä aivokuoren eri alueiden pre-post-ajoituksen ja toiminnallisten kykyjen määrittämiseksi huomio- ja toimeenpanoohjauspoluilla yhdessä kognitiivisten kykyjen pre-post-standardoitujen käyttäytymistestien kanssa. Tutkittavat hoidot edistävät jatkuvaa toiminnallista toipumista mTBI:stä, mukaan lukien interventiot vamman kroonisen vaiheen aikana, jolloin mTBI:lle ei tällä hetkellä ole todistettuja ratkaisuja (80 % TBI:stä).

MEG-tallenteet ennen harjoittelua ja sen jälkeen tarjoavat hermokorrelaatiobiomarkkerin sen määrittämiseksi, parantaako PATH-harjoittelu selkä-, huomio- ja työmuistiverkostojen toimintaa enemmän kuin valehoidon ja N-Back WM -hoidon jälkeen. MEG-tallenteita käytetään myös sen määrittämiseen, vahvistaako PATH-harjoittelu kytkettyä theta/gamma-aktiivisuutta ja/tai alfa/gamma-aktiivisuutta. Kaupallistamiskykynsä lisäämiseksi PATH-neurotrainingin on osoitettava parantavan aivojen toimintaa biomarkkerin avulla, kuten neurologit ja terapeutit ovat todenneet tukikirjeissä. Rakenteellinen MRI, jolla toiminnallinen aktiivisuus asetetaan aivojen anatomian päälle, kerätään ennen ensimmäistä MEG-tallennusta. PATH- ja WM-neurotrainingin tehokkuuden arvioimiseksi MEG-fysiologisten tallenteiden parannusten suuruutta ensimmäisen 100-200 ms:n intervallin aikana käytetään visuaalisen järjestelmän toiminnallisten muutosten tutkimiseen ja 200-1000 ms:n intervallin avulla. tutkia muutoksia WM-verkon myöhemmissä vasteissa. Professori Huang ja hänen henkilökuntansa tallentavat vokselikohtaisia ​​MEG-lähteen suuruuskuvia, fysiologisia tallenteita puolelta mTBI-potilaista hoitoryhmissä (käyttäen hermokorrelaatiobiomarkkeria osoittaakseen kognitiivisten kykyjen parantamiseen liittyvien hoitojen toteutettavuuden). MEG-kuvia, jotka kattavat koko aivot ja kunkin taajuuskaistan, Fast-VESTAL-menettelyä noudattaen aikalukittujen signaalien mittaamiseksi N-back WM -tehtävän aikana, käytetään arvioimaan aivojen toiminnan parantumista, kuten pilottitutkimuksessa tehtiin. Kolme interventiota (PATH, N-back WM ja Sham neurotraining) kukin 30 minuuttia, annetaan kolme kertaa viikossa 12 viikon ajan.

Tutkijat tutkivat moderaattoreita, jotka voivat määrittää koulutustuloksen. Alkuarvioinnin yksilölliset erot arvioidaan sen määrittämiseksi, ennustavatko ne parannuksia koulutuksen jälkeen eri alapopulaatioille: 1) veteraani-mTBI-kohteet vs. siviili-mTBI-kohteet, 2) eri ikäryhmät (18-28, 29-41, 42-55), ja 3) mTBI-vajeen eri lokukset ja laajuus. Ennustavatko nämä ajoitukseen perustuvat puutteet kognitiivisten taitojen puutteita, joita hillitsevät yksittäiset tekijät, kuten aivotärähdyksen määrä, tajunnan menetyksen kesto (LOC), kognitiivisten vajavuuksien luonne ja laajuus, mTBI:n syy (räjähdys tai auto-onnettomuus tai kaatuminen, esimerkki), ja ikä tutkitaan. Nämä arvioinnit auttavat ymmärtämään paremmin mTBI:n vaikutuksia mTBI-vajeen eri lokuksiin. Biomarkkerikomponentilla tehtyjä tutkimuksia käytetään aivokuoren eri alueiden pre-post-ajoituksen ja toiminnallisten kykyjen määrittämiseen huomio- ja toimeenpanoväylillä sekä kognitiivisten kykyjen käyttäytymistä edeltävien standardoitujen testien yhteydessä. Tätä tutkimustavoitetta käytetään määrittämään, pitäisikö vaiheen II aikana tutkia erilaisia ​​hoitoja erityyppisille ja eri ikäisille mTBI:lle.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on testata PATH-koulutuksen toteutettavuutta hermoston ajoituksen ja kognitiivisten taitojen parantamiseksi mTBI:n jälkeen. Käytämme tarkimpia menetelmiä mitataksemme mTBI-kohteiden kognitiivisten taitojen parantumista ennen ja jälkeen koulutusta käyttämällä vakiintuneita standardoituja kognitiivisten taitojen testejä, jotka tilastotieteilijä analysoi käyttämällä sekatekijöitä moninkertaista kovarianssianalyysiä (MANCOVA) ja monitasoista analyysiä. Mallintamisen (MLM) tilastot. Ehdotetut tilastolliset analyysit ovat enemmän kuin riittäviä vastaamaan tarkasteltavina oleviin kysymyksiin hyvin suunnitellulla tilastollisella suunnittelulla.

Ryhmämme kokoukset järjestetään joka toinen viikko zoomin avulla varmistaaksemme, että tämä tiukka tutkimus etenee oikeilla jäljillä ja valmistella tuloksia tieteellisiä kokouksia varten ja julkaistavaksi vaikuttavissa tieteellisissä julkaisuissa. Vaiheen II aikana arvioidaan, jatkuvatko kognitiiviset parannukset ajan myötä.