Unen rooli motoriseen oppimiseen Parkinsonin taudissa ja terveissä vanhemmissa aikuisissa (TARGET-SLEEP)

PwPD ei usein pysty säilyttämään harjoitteluvaikutuksia motorisen muistin vahvistamisprosessin kautta, jonka avulla äskettäin hankitut taidot muuttavat intro- vankkoja ja pitkäkestoisia motorisia muistoja ilman lisäharjoittelua. Kompromitoituminen johtaa väistämättömään päivittäisen toiminnan heikkenemiseen ja estää kuntoutuksen pitkittyneen vaikutuksen jopa taudin alkuvaiheessa (Nieuwboer et al. 2008). Kiinnostavaa on, että harjoituksen jälkeinen uni helpottaa terveiden aikuisten keskittymistä (King et al. 2017a) ja tämä vaikutus saattaa säilyä pwPD:ssä (Terpening, 2013). Targeted Memory Reactivation (TMR) on nuorilla aikuisilla testattu tekniikka, jossa kuuloärsykkeitä lisätään motorisen oppimisen aikana. Oppimiseen liittyvät äänet toistetaan sitten harjoituksen jälkeisen NREM-unen aikana äskettäin muodostuneiden hermoyhteyksien vahvistamiseksi (Diekelmann ym. 2012). Tämän projektin yleisenä hypoteesina on, että uni- ja TMR-jaksot parantavat motoristen muistojen ja neuroplastisuuden merkkiaineiden konsolidoitumista pwPD:llä ja vanhemmilla aikuisilla.

Tämän testaamiseksi tutkijat käyttävät "nappaus"-protokollaa, joka ottaa huomioon vuorokausivaikutukset ja sallii vuorokauden unen jälkeisen suorituskyvyn verrata suoraan valveilla olevan kontrolliryhmän suorituskykyyn (King et al. 2017a). Konsolidaatio määritellään muutokseksi sormen napautuksen motorisessa sekvenssioppimisessa (MSL) harjoituksen jälkeisen joko nukahtamisen tai valveillaolojakson jälkeen verrattuna alkuharjoittelun loppuun. Vahvan konsolidoinnin osoittamiseksi suorituskyvyn muutokset arvioidaan 24 tunnin säilytysjakson jälkeen ilman lisäharjoituksia sekä kaksoistehtävän aikana moottorin automaattisuuden mittana. Rinnakkaisryhmäsuunnittelu mahdollistaa vertailun ryhmän sisällä (torkut/herätys) sekä pwPD:n ja kontrollien välillä. Toisessa tutkimuksessa TMR:n vaikutuksia konsolidaatioon verrataan ryhmien välillä käyttämällä sarjareaktioaikatehtävää (SRT).

Ensimmäinen tavoite (koe 1) on määrittää, parantaako 2 tunnin päiväunet MSL-tehtävän välitöntä konsolidoitumista, 24 tunnin säilymistä ja kaksoistehtävän häiriöitä verrattuna samanlaiseen vuorokauden valveillaoloaikaan ihmisillä, joilla on pwPD ja terveitä ikää vastaavia verrokkeja. ja onko suorituskyvyn muutoksen aste erilainen näiden ryhmien välillä. Hypoteesi 1: Tutkijat odottavat löytävänsä MSL-suorituskyvyn parantuneen konsolidaation, 24 tunnin säilymisen ja vähentyneen kahden tehtävän häiriön harjoituksen jälkeisten päiväunien jälkeen verrattuna valveillaoloon molemmissa ryhmissä. Mahdollisesti parannukset ovat vähemmän ilmeisiä pwPD:ssä verrattuna kontrolleihin niiden kortiko-striataalisen vajaatoiminnan vuoksi.

Toinen tavoite (koe 2) on määrittää, parantaako TMR välitöntä konsolidaatiota, 24 tunnin säilymistä ja kaksoistehtävien häiriöitä pwPD:llä ja terveillä iäkkäillä aikuisilla vertaamalla suorituskykyä kahdessa opitussa motorisessa sekvenssissä ennen ja jälkeen 2 tunnin päiväunet, joiden aikana toinen kaksi sekvenssiä toistetaan käyttämällä kuulo-TMR:ää. Hypoteesi 3: TMR päiväunien aikana parantaa SRT:n välitöntä konsolidaatiota, 24 tunnin säilymistä ja kaksoistehtävien häiriöitä sekä terveillä vanhuksilla että PD:llä.

Osallistujat käyvät ensin seulonnassa, jonka aikana demografiset, kognitiiviset kyvyt ja sairauden vakavuusindeksit (mukaan lukien kätevyystestit) hankitaan ennen diagnostista seulontailtaa polysomnografialla (PSG) unihäiriön ominaisuuksien arvioimiseksi. Osallistujat suorittavat myös unenlaatuasteikon ja mielialan testiakun ja käyttävät Actigraphy-kelloa kotona vähintään viisi päivää ja yötä ennen ensimmäistä koetta.

Kokeilun 1 aikana osallistujat oppivat MSL:n käynnistämällä itse 5 elementin sormisekvenssin, joka esitetään näytöllä. Oppimisen jälkeen osallistujat varustetaan PSG:llä, joka sisältää EEG:n. Sokkoutetun satunnaistamisen perusteella he nukkuvat 2 tuntia tai makaavat sängyllä, mutta pysyvät hereillä saman ajan. Wake PSG varmistaa, että yksikään herätysryhmän osallistuja ei nukahda. Osallistujat nauttivat sitten 30–45 minuutin tauosta unen inertiavaikutusten torjumiseksi, ennen kuin he testaavat uudelleen MSL:n (uudelleentesti 1). Seuraavana päivänä osallistujat arvioidaan uudelleen MSL:n perusteella 24 tunnin säilytystestiä varten (uudelleentesti 2).

Kokeen 2 aikana noudatetaan samanlaisia ​​toimenpiteitä kuin edellä on kuvattu, paitsi että osallistujat oppivat kaksi uutta sormisekvenssiä, jotka ovat kuulomerkkejä, sarjareaktioaikatehtävän (SRT) avulla. SRT:ssä osallistujat näkevät riviä tyhjiä neliöitä, jotka on esitetty näytön keskellä, ja joka kerta kun neliö korostetaan, osallistujaa kehotetaan napauttamaan sormea, joka on spatiaalisesti liitetty kyseiseen ruutuun mahdollisimman nopeasti ja tarkasti, eli sarjaa. reaktioaikatehtävä. Ero kokeen 1 MSL-tehtävän ja kokeen 2 SRT-tehtävän välillä on siis se, että kokeen 1 aikana osallistujat aloittavat itse sekvenssin, joka näytetään heille eksplisiittisesti, kun taas kokeessa 2 sekvenssi ohjataan. Sekvenssilohkojen järjestys oppimisen ja uudelleentestauksen aikana sekä TMR:lle valittu sekvenssi satunnaistetaan osallistujien kesken. Suorituskyky molemmissa sarjoissa arvioidaan uudelleen tauon jälkeen ja uudelleen 24 tunnin retentiolla ilman kuulomerkkejä.

Molempien kokeiden MSL- ja SRT-testejä edeltää psykomotorinen valppaustesti objektiivisena mittana osallistujien valppaudesta päivän aikana ja sisältää yhden ja kahden tehtävän ehdon.

Teholaskenta:

Perustuu Terpeningin et al. (2013) ja Dan et ai. (2015), vähintään 16 koehenkilöä ryhmää kohden (NAP, WAKE) vaaditaan tehoanalyysimme mukaan, joka perustuu MSL-tuloksiin käyttämällä β=0,20 ja α=0,05 merkitsevän ryhmäeron havaitsemiseksi. Mahdollisten keskeytysten huomioon ottamiseksi rekrytointitavoite on asetettu 20 % korkeammalle, jotta varmistetaan riittävä teho loppuanalyysissämme. Näin ollen kokeeseen 1 rekrytoidaan yhteensä 40 PD-potilasta ja 40 tervettä vanhempaa kontrollia (ts. 20 kussakin NAP/WAKE-ryhmässä). Paras näytearvio tällä hetkellä kokeessa 2 perustuu aikaisempiin TMR-tutkimuksiin nuoremmilla aikuisilla, joihin myös otettiin mukaan 16 koehenkilöä per päiväunet/herätysryhmä (Antony et al. 2012). Siksi aiomme rekrytoida yhteensä 20 PD:tä ja 20 tervettä vanhempaa kontrollia kokeeseen 2, mikä taas vastaa 20 %:n mahdollisesta keskeyttämisestä.