Moottorimuistin konsolidoinnin käynnistäminen PD:ssä: hienomotoristen tehtävien ja aivojen toiminnan monimutkainen harjoittaminen oppimisen aikana

Tähän tutkimukseen otetaan mukaan 40 tervettä vanhempaa ja 40 Parkinsonin tautia (PD) sairastavaa potilasta. Otoskoko laskettiin yhdistämällä pilottitutkimuksen tulokset käyttämällä Swipe-Slide Pattern (SSP) -tehtävää (Nackaerts et al. 2020, Behav Brain Res) ja monimutkaisten tehtävien harjoittelua koskevaa kirjallisuutta (Lin et al. 2012, Neuroimage; Sidaway et al.). 2016, J Mot Behav). Pilottitutkimus osoitti, että liikeaika retentiossa ST-harjoittelun jälkeen oli keskimäärin 2,824 s ± 1,015 sarjapyyhkäisyssä. Kirjallisuuden perusteella oletimme 13,5 % eron DT- ja ST-harjoittelun välillä retentiossa. Tärkeää on, että oletimme samanlaisen hyödyn DT-koulutuksesta PD-potilailla ja HC:llä. Käyttämällä β = 0,20 ja α = 0,05 näytekoko laskettiin toistuvasti mitattua ANOVA-analyysiä varten tekijävuorovaikutussuunnitelman sisällä (sisällä: pre vs post vs retention; välillä: ST vs DT). Kokonaisotokseksi arvioitiin 62 osallistujaa, jotka jaettiin 31:een ST-koulutuksessa ja 31:een DT-koulutuksessa. Kun otetaan huomioon 30 %:n keskeyttäminen (joko tutkimuksesta tai tietojen katoamisen vuoksi), tämä johti 40 koehenkilön ST-harjoitukseen ja 40 DT-koulutukseen. PD-potilaat ja HC jaetaan tasan harjoitustyypeille, jolloin 40 PD-potilasta ja 40 HC-potilasta satunnaistetaan ST- tai DT-harjoitusryhmään. Potilaat testataan lääkityssyklin OFF-vaiheessa eli noin 12 tuntia viimeisen lääkkeen ottamisen jälkeen.

Osallistujat käyvät ensin inkluusioistunnon kotona. Tämän istunnon aikana he käyvät läpi laajan käyttäytymistestien, jossa arvioidaan kognitiivisia ja motorisia taitoja. Potilaat aloittavat tämän istunnon lääkitysvaiheen OFF-vaiheessa, ja siksi heitä pyydetään lykkäämään aamulääkitystään. Ensin motorisia taitoja arvioidaan Movement Disorders Societyn Unified Parkinson's Disease Rating Scalen (MDS-UPDRS) ja Clinch token transfer testin (C3T) avulla. Kognitiivinen arviointi sisältää Mini-Mental State Examination (MMSE), Montreal Cognitive Assessment (MoCA) ja Trail Making Test (TMT). Lisäksi tabletin taitoja testataan laajasti äskettäin kehitetyn testiakun avulla, mukaan lukien kahden pisteen välisen napautuksen, yhteen suuntaan pyyhkäisemisen ja useisiin suuntiin pyyhkäisemisen satunnaisessa järjestyksessä yhden ja kahden tehtävän olosuhteissa. Lisäksi suoritetaan matkapuhelintehtävä, jossa osallistujien on kirjoitettava älypuhelimella ennalta määritetty puhelinnumero. Tämä arvioinnin osa kestää noin 60 minuuttia. Tämän jälkeen potilaat voivat ottaa normaalin lääkkeensä ja täytetään useita kyselylomakkeita. Näitä ovat New Freezing Of Gait Questionnaire (NFOG-Q), ei-kävelykysymys, Dexterity-kysely (DextQ-24), Mobile Device Proficiency Questionnaire (MDPQ-16), älypuhelimen ja tabletin käyttöä koskevat kysymykset ja muut osat MDS-UPDRS:stä. Lisäksi päivittäiset levodopa-annokset kirjataan. Terveet kontrollit käyvät läpi samanlaisen protokollan, vaikka tautikohtaisia ​​arviointeja ja kyselylomakkeita ei suoriteta (ts. MDS-UPDRS, NFOG-Q, ei-kävelyjäädytyskysely ja lääkkeiden saanti).

Osallistumisen jälkeen osallistujat kutsutaan radiologian osastolle. UZ Leuven. He harjoittelevat SSP-tehtävää MRI-yhteensopivalla tabletilla, kun taas heidän hemodynaamisia vasteita mitataan fMRI:llä. Harjoittelu sisältää kaksi 7 min 50 s juoksua joko ST tai DT satunnaistamisesta riippuen. SSP-tehtävä perustuu sormen liikkeisiin, jotka on tehtävä älypuhelimen tai tabletin lukituksen avaamiseksi, tai liikeradalle, jonka avulla voidaan muodostaa nopeasti sanoja älypuhelimen näppäimistöllä. Tämän testin aikana osallistujien on tehtävä erilaisia ​​ennalta määritettyjä malleja. Kognitiivisen kuormituksen vähentämiseksi kuvio näkyy yhdessä näytön yläkulmasta. Tehtävän aikana osallistujat näkevät piirtämänsä viivat. Jokainen kuvio alkaa yhdestä yhdeksästä ympyrästä ja koostuu yhtä pitkistä liikkeistä. Osallistujia pyydetään liikuttamaan kättään nostamatta kynää kokonaan näytöltä online-jäljen ylläpitämiseksi. Lisäksi osallistujia neuvotaan palaamaan kiinteään lähtöpisteeseen, kun kuvio on valmis. Toissijaisena tehtävänä on laskea punaisten tai vihreiden valojen määrä, jotka syttyvät oheisnäkymässä tehtävän suorittamisen aikana. Kosketusherkästä tabletista käytetään MRI-yhteensopivaa versiota. Osallistujat näkevät kynänsä jäljen tabletissa pääkelan päällä olevan sisäänrakennetun peilin avulla. Tehtäväpohjaisen fMRI:n lisäksi tehdään korkearesoluutioinen T1-painotettu anatominen skannaus ja diffuusiopainotettu kuvantaminen. Ennen ja jälkeen harjoituksen ST- ja DT-suorituskyky SSP-tehtävässä arvioidaan skannerin ulkopuolella käyttämällä erilaista mallia oppimisen välttämiseksi. Osallistujat suorittavat myös matkapuhelintehtävän ja napautuksen kahden pisteen välillä. Lisäksi osallistujat täyttävät sairaalan ahdistuneisuus- ja masennusasteikon (HADS) ja Pittsburghin unen laatuindeksin (PSQI).

Päivästä 2-5 osallistujat jatkavat SSP-tehtävän harjoittelua kotona. Tätä varten osallistujia pyydetään suorittamaan SSP-tehtävä tabletilla joka aamu, potilaiden osalta juuri ennen normaalin lääkityksen ottamista. Nämä harjoitukset on rajoitettu 10 minuuttiin, ja ne sisältävät ensimmäisenä päivänä opitun mallin sekä kaksi uutta mallia vaihtelun mahdollistamiseksi. Mallit tarjotaan satunnaisessa järjestyksessä, koska tutkimus on osoittanut, että satunnainen käytäntö voi parantaa säilymistä ja siirtymistä sekä terveillä iäkkäillä aikuisilla että potilailla, joilla on PD. Päivänä 5 tutkija menee osallistujien kotiin ja suorittaa välittömän säilytystestin, joka sisältää SSP-tehtävän yhden ja kahden tehtävän version. Päivinä 6 ja 7 osallistujat eivät harjoittele säilytysajan sallimiseksi. Päivänä 8 kaikille osallistujille suoritetaan (viivästetty) retention/transfer-skannaus, joka koostuu kahdesta ajosta joko ST- tai DT-tilassa: (i) ajo, joka sisältää opitun kuvion; ja (ii) ajo, joka sisältää uuden mallin siirron arvioimiseksi. Jälleen ST- ja DT-suorituskyky SSP-tehtävässä arvioidaan skannerin ulkopuolella käyttämällä erilaista mallia oppimisen välttämiseksi. Osallistujat suorittavat myös matkapuhelintehtävän ja napautuksen kahden pisteen välillä. Pään liikkeiden minimoimiseksi itse skannauksen aikana käytetään tyhjiökiinnitystyynyä näihin vaikeuksiin vastaamiseksi.