Tutkitaan kuinka uni harjoituksen jälkeen voi vaikuttaa motoristen taitojen oppimiseen henkilöillä, joilla on aivovamma

Toimenpidemuisti on elintärkeä traumaattisen aivovaurion (TBI) jälkeisen kuntoutuksen tehokkuuden kannalta. Erityisesti kuntoutuksen aikana TBI-potilaiden on opeteltava uudelleen monia päivittäiseen elämään liittyviä motorisia taitoja toiminnallisten tulosten parantamiseksi. Uusi tutkimus neuroplastisuudesta aivovaurion jälkeen alkaa lisätä ymmärrystämme motorisen oppimisen periaatteista ja siitä, miten ne ovat vuorovaikutuksessa neurorehabilitaatiossa tapahtuvan koulutuksen kanssa.

On olemassa vahva joukko todisteita, jotka osoittavat unen merkityksen terveiden yksilöiden prosessioppimisessa. Tässä unesta ja prosessioppimisesta tehdyssä tutkimuksessa on merkittävää näyttöä unesta riippuvaisesta neuroplastisuudesta. Motorisen oppimisen tehtävään koulutetut osallistujat osoittavat odotetusti parannuksia harjoitusjakson aikana. Kuitenkin, kun testataan uudelleen unijakson jälkeen, suorituskyky on huomattavasti parempi kuin testattaessa uudelleen vastaavan ajan valveillaoloajan jälkeen. Varsinainen opitun motorisen taidon kehittyminen ilman lisäharjoituskokeita viittaa siihen, että motorisen taidon oppimiseen tarvittavaa aikaa voidaan lyhentää sisällyttämällä päiväunet harjoittelujakson jälkeen. Näiden löydösten vaikutukset voivat olla uraauurtavia, kun niitä sovelletaan aivovammojen kuntoutukseen, jossa motorinen oppiminen voi olla fyysisten ja ammatillisten terapioiden pääpaino. On näyttöä unen positiivisesta vaikutuksesta proseduurimuistiin ja kuntoutuksen edistymiseen iäkkäillä aivohalvauksen jälkeen, ja tutkijoilla on pilottitietoja, jotka osoittavat harjoituksen jälkeisten päiväunien huomattavan positiivisen vaikutuksen motoriseen oppimiseen hankitussa aivovammanäytteessä. Kuitenkin tähän prosessiin osallistuvia hermomekanismeja traumaattisen aivovamman jälkeen ymmärretään vähemmän.

Terveillä yksilöillä on lukuisia tutkimuksia, joissa tutkitaan hermoston biomarkkereita, jotka voivat määrittää unen vaikutuksen motoriseen oppimiseen. Tutkimukset ovat raportoineet, että muutokset unen fysiologiassa ja hermoaktivaatiossa harjoituksen jälkeen korreloivat parannusasteen kanssa interventiotestauksessa. Tutkimukset osoittivat, että 60–90 minuutin päiväunien jälkeen suoritusnopeus parani ja tehostumisen aste liittyi vaiheen 2 ei-rapid eye movement (NREM) -unien kestoon. Tämä suhde vaiheen 2 NREM-uneen on myös osoitettu 20 minuutin päiväunien jälkeen. Lisäksi aivojuovion hermoaktivaation muutosten on havaittu olevan selvempiä, kun yksilöt nukkuivat harjoituksen jälkeen kuin ollessaan hereillä. Toisessa tutkimuksessa, jossa yöunet tapahtuivat harjoittelun ja uusintatestin välillä, muutokset striaalin aktiivisuudessa korreloivat motorisen oppimistehtävän suorituskyvyn parantumiseen. Tämä tutkimus osoitti myös näyttöä EEG-muutoksista unen aikana harjoittelujakson jälkeen uni-karan aktiivisuuden määrässä, mikä aaltomuoto liittyy vaiheen 2 NREM-uneen.

Vaikka alustavat havainnot osoittavat todisteita off-line motorisesta oppimisesta päiväunien jälkeen henkilöillä, joilla on hankittu aivovamma, tutkimusta toimintamekanismeista, jotka ohjaavat tätä vastetta TBI-potilailla, ei ole. Parempi ymmärtäminen neurofysiologiasta ja sen vaikutuksesta vaikutuksen suuruuteen on ratkaiseva askel määritettäessä, mitkä yksilöt todennäköisesti hyötyisivät tästä käyttäytymisinterventiosta.

Erityinen tavoite 1 – Behavioral Interventio: Yhteisössä asuvien TBI-potilaiden otoksessa havaittiin parantunut motorisen sekvenssin oppimistehtävä päiväunien jälkeen verrattuna vastaavaan valveillaolo- ja lepoaikaan. Tässä tavoitteessa tutkitaan myös yksilöllisiä eroja demografisissa ja vammojen ominaisuuksissa, jotka vaikuttavat vaikutuksen suuruuteen.

Hypoteesi 1. Henkilöt, jotka ovat altistuneet päiväunille motorisen sekvenssin oppimistehtävän harjoittelun jälkeen, osoittavat parempaa nopeutta ja tarkkuutta harjoittelun lopusta päiväunien jälkeiseen uudelleentestaukseen.

Tutkimuskysymys 1. Miten vaikutuksen suuruus korreloi demografisten tekijöiden ja vamman ominaisuuksien kanssa? Erityinen tavoite 2 - Funktionaalinen neurokuvaus: Tutkia off-line motorisen oppimisen hermokorrelaatteja TBI-potilaiden välillä, joille annettiin päiväunet motorisen sekvenssin oppimistehtävän harjoittelun jälkeen käyttämällä toiminnallista MRI:tä verrattuna vertailuryhmään, joka sai vastaavan ajan. hereillä.

Hypoteesi 2. Päiväunien ryhmän yksilöt osoittavat selvempiä muutoksia aivojuovion ja motorisen aivokuoren aktivaatiossa verrattuna niihin, jotka pysyivät hereillä ja lepäävät.

Erityinen tavoite 3 - Unen fysiologia: Tutkia vaiheen 2 unen näkökohtia, jotka liittyvät suorituskyvyn paranemiseen (vaiheen 2 kesto ja karan aktiivisuusaste) harjoituksen jälkeisen päiväunien aikana.

Hypoteesi 3a. Päiväunien osallistujilla on merkittävä positiivinen korrelaatio parannusasteen ja vaiheen 2 unen keston välillä.

Hypoteesi 3b. Päiväunien osallistujilla tulee olemaan merkittävä positiivinen korrelaatio parannusasteen ja unipyörien tiheyden välillä.