Virtuaalitodellisuutta ja tietokonepohjaista kognitiivista stimulaatiota käyttävän kognitiivisen kuntoutuksen tehokkuus liikehäiriöihin liittyvään kognitiiviseen heikkenemiseen (CogMusT)

Parkinsonin tauti (PD) on hermostoa rappeuttava sairaus, jolle on tunnusomaista etenevä hermosolujen katoaminen keskiaivojen mustamateriaaleissa sekä muilla alueilla, kuten ponsissa, väliaivoissa, limbisessä järjestelmässä ja ajakuoressa, johon liittyy alfa-aivokuoren kertymistä. -synukleiini eloonjääneissä hermosoluissa. (1) Tämä hermoston rappeuma ilmenee kliinisesti motorisina oireina (bradykinesia, jäykkyys, vapina) ja ei-motorisina oireina (muun muassa masennus, ahdistuneisuus, apatia ja kognitiivinen heikkeneminen).

PD:hen liittyvä kognitiivinen heikentyminen tunnustetaan tällä hetkellä yhdeksi tärkeimmistä ei-motorisista oireista, koska sillä on merkittävä vaikutus perheisiin ja se aiheuttaa kansanterveydelle taloudellisia kustannuksia. PD:hen liittyvää dementiaa edeltää poikkeuksetta lievän kognitiivisen vajaatoiminnan (MCI) vaihe, jolle on ominaista muutos neuropsykologisissa testeissä ilman merkittävää vaikutusta potilaan toimintakykyyn. MCI-potilailla on suurempi riski sairastua dementiaan taudin aikana. Erityisesti on kuvattu muuntoprosentteja, jotka ovat 27,8 % ensimmäisenä vuonna ja jopa 45,5 % kolmen vuoden jälkeen. (2)

PD:hen liittyvä kognitiivinen heikentyminen riippuu sekä nigrostriataalisen piirin dopaminergisestä denervaatiosta (ja fronto-subkortikaalisten piirien sekundaarisesta epäonnistumisesta) että kolinergisten aivorungon rakenteiden osallistumisesta, jotka projisoituvat laajalti aivoissa. (3) On myös yhä enemmän todisteita siitä, että kognitiivinen heikentyminen PD:ssä ei liity pelkästään alfa-synukleiinin kertymiseen, vaan että beeta-amyloidin (Alzheimerin taudille tyypillinen) kerrostuminen on myös tärkeä rooli. (4)

Huntingtonin tauti (HD) on hallitseva autosomaalinen neurodegeneratiivinen sairaus, jonka aiheuttaa CAG:n laajeneminen kromosomissa 4 olevaa huntingtiiniä koodaavan geenin eksonissa 1. Tämä CAG:n epänormaali laajeneminen aiheuttaa mutantti huntingtiiniä, jota pidetään pääproteiinina, joka osallistuu HD:n patofysiologiaan. (5) Mutaatiota kantavilla henkilöillä, joilla on ≥40 CAG-toistoa, ilmenee väistämättä muun muassa etenevää motorista (korea, bradykinesia ja dystonia), kognitiivista (kognitiivinen heikentyminen ja dementia), psykiatrista (masennus, apatia, perseveratiivinen käyttäytyminen, ärtyneisyys) ja toiminnan heikkeneminen aikuisiässä. Motoristen oireiden keski-ikä on noin 45 vuotta ja taudin kulku noin 10-20 vuotta. (6)

HD:hen liittyvän kognitiivisen heikentymisen on katsottu johtuvan pääasiassa tyviganglioiden progressiivisesta surkastumisesta ja siihen liittyvästä fronto-subkortikaalisten kiertojen häiriöistä. Kuitenkin myös muiden diffuusien aivomuutosten, mukaan lukien muutokset aivojen valkoisessa aineessa ja posteriorinen aivokuoren surkastuminen, on osoitettu vaikuttavan kognitiiviseen heikkenemiseen. (7, 8)

Tällä hetkellä saatavilla olevat hoidot ovat periaatteessa oireenmukaisia, eikä toistaiseksi ole löydetty lääkettä, joka muuttaisi näiden sairauksien luonnollista historiaa. (9) Uuden kohteen tai hoidon löytäminen taudin etenevän luonteen vähentämiseksi on tärkeä haaste tieteellisestä, terveydenhuollon ja sosiaalisesta näkökulmasta. Erityisesti tehokas toimiminen kognitiivisen heikentymisen alkuvaiheessa PD:ssä ja HD:ssä dementiaan siirtymisen vähentämiseksi olisi mittaamaton hyöty.

Kognitiivisen kuntoutuksen tavoitteena on parantaa ihmisen toiminnallista suorituskykyä ja kompensoida aivovauriosta johtuvia kognitiivisia puutteita toiminnallisten rajoitusten vähentämiseksi, mikä lisää ihmisten kykyä suorittaa päivittäisiä toimintoja. (10) Lopullisena tarkoituksena on parantaa ihmisten elämänlaatua. (11, 12)

Kognitiiviset toiminnot ovat yhteydessä toisiinsa ja toisistaan ​​riippuvaisia ​​anatomisella tasolla, kun toiminnallisia vasteita tarvitaan. Niihin liittyy useita käsittelytyyppejä ja -tasoja. Kun suoritetaan ulkoista tai sisäistä toimintaa, neuronaaliset verkostot yhdistetään joko modulaarisesti tai laajamittaisten verkkojen kautta. Nämä yhdistelmät rekrytoivat erityisiä neuropsykologisia prosesseja, jotka suoritetaan toteuttamista varten. Visuaalisesta tunnistamisesta käyttäytymisen aloitusprosesseihin (automaattisesti tai ei), impulssien hallintaan tai käyttäytymistä suunnittelevien metakognitiivisten strategioiden kehittämiseen. Siksi soveltuvin osin koko prosessialueen kattavan kuntoutustoiminnan muotoilu diskreetti mutta myös kokonaisvaltaisesti olisi sopiva sovelluskeino saavuttaa mahdollisimman ekologinen, räätälöitävä ja yleistettävissä oleva terapia.

Kognitiivisen kuntoutuksen tai stimulaatio-ohjelmien toimintamekanismi perustuu neuroplastisuuteen. Tämä määritellään aivojen kyvyksi järjestää uudelleen hermosolujen yhteyksien mallinsa luomalla uusia synapseja ja säätämällä sen toimintoja. Neuroplastisuutta esiintyy sekä normaalissa ikääntymisessä että hankittujen aivovaurioiden tai dementioiden yhteydessä. Tällaisten ohjelmien tehokkuutta on havaittu potilailla, joilla on hankittu aivovaurio (mm. aivohalvaus, traumaattinen aivovamma) ja vähäisemmässä määrin dementioiden alalla, vaikka siitä onkin ollut hyötyä verrattuna tavanomaiseen hoitoon. Nykyään ei ole vakiintunutta yksimielisyyttä plastisuusilmiön hyödyntämisen vaikutuksesta, koska se riippuu useista tekijöistä: muun muassa huononemisen tyypistä, iästä, toipumisprosessista, kognitiivisesta varannosta, geneettisistä tekijöistä.

Plastisuus voi parantaa oppimisprosesseja kolmella tasolla: hermosolujen tasolla, synaptisella tasolla ja verkkotasolla (muutoksia toiminnallisissa yhteyksissä). Nämä tasot eivät sulje toisiaan pois. Lyhyen ja pitkän aikavälin hermosolujen aktiivisuusmallien uudelleenmuotoilu, mukaan lukien laukaisutaajuuksien ja -kynnysten muodostuminen, eliminaatio ja muutos, sekä uusien aksonien itäminen, ovat tärkeimmät tavat saavuttaa hermosolujen organisoituminen kokemuksen ja kypsymisen kautta. Kokemus muuttaa myös neurotrofisia tekijöitä epigeneettisen säätelyn kautta.

Musiikkiterapian vaikutus rytmiin ja sen suhteeseen tyviganglioiden motorisiin aspekteihin viittaa siihen, että musiikkiterapia voisi olla hyödyllinen hermosolujen rappeutumissairauksien emotionaalisten komplikaatioiden alalla. Parkinsonin taudin musiikkiterapiatutkimukset ovat osoittaneet tehokkuutta ja hyödyllisyyttä puheen kuntouttamiseen tai kävelyn, asennon ja tasapainon parantamiseen. Koska musiikkiterapiaan ei liity merkittäviä haittavaikutuksia, musiikki näyttää toimivana ja houkuttelevana vaihtoehtona aktiivisena kontrollihoitona.

Johtopäätökset:

Liikuntahäiriöihin liittyvä kognitiivinen heikentyminen vaikuttaa merkittävästi kielteisesti sekä potilaiden että perheiden autonomiaan ja elämänlaatuun ja tekee heistä erittäin riippuvaisia ​​terveydenhuollosta ja sosiaalisista resursseista. Tällä hetkellä saatavilla olevat hoidot ovat pohjimmiltaan oireenmukaisia, eikä toistaiseksi ole havaittu hoidon muuttavan näiden sairauksien luonnollista historiaa.

Farmakologisten strategioiden puute neurodegeneratiivisiin sairauksiin, erityisesti liikehäiriöihin, liittyvän kognitiivisen heikkenemisen pysäyttämiseksi tai hidastamiseksi, korostaa ei-farmakologisten terapeuttisten strategioiden kehittämisen tärkeyttä kognitiivisen heikkenemisen kulkua muuttamiseksi ja paremman toimivuuden saavuttamiseksi. RVI- tai RVNI-pohjaisille kognitiivisille stimulaatioohjelmille on ominaista luoda ekologisesti päteviä ympäristöjä, jotka mahdollistavat erilaisten kognitiivisten prosessien vuorovaikutukseen perustuvan harjoittelun tehtävästä riippuen ja mahdollistavat viime kädessä yleistyksen jokapäiväisessä elämässä oppimalla ja automatisoimalla rutiineja tai optimoimalla hermoverkot, uusien synapsien syntyminen ja muutokset hermosolujen syttymisessä, jotka mahdollistavat neuroplastisuuden.

Toistaiseksi näyttö kognitiivisesta kuntoutuksesta liikehäiriöiden alalla perustuu kognitiivisiin stimulaatiotutkimuksiin, joissa toistetaan yhteen tai useampaan kognitiiviseen prosessiin keskittyviä tehtäviä ilman selkeää ekologista validiteettia, tai virtuaalitodellisuuteen perustuviin tutkimuksiin, jotka rajoittuvat motoristen toimintojen parantamiseen. Parkinsonin taudissa (24, 25, 26, 27, 28). Tähän mennessä liikehäiriöiden kognitiivisen heikkenemisen käsitteiden heterogeenisuus ilman konsensuskriteereiden noudattamista potilaiden mukaan ottamiseksi kliinisiin tutkimuksiin on johtanut rajallisen tehon osoittamiseen tai vertailukelpoisuuteen muiden tutkimusten kanssa. Potilaiden oikea luokittelu heidän kognitiivisen tilansa perusteella on ratkaisevan tärkeää liikehäiriöiden kognitiivisten toimintojen parantamiseen tähtäävien tutkimusten asianmukaisen suunnittelun kannalta (7, 26, 29, 30).

Siksi olemme suunnitelleet tutkimuksen, joka keskittyy arvioimaan RVI-pohjaisen kognitiivisen kuntoutuksen ja tietokonepohjaisen kognitiivisen stimulaation vaikutusta liikehäiriöiden kognitiiviseen heikkenemiseen. Kun otetaan huomioon tällaisten sairauksien luonnollinen historia, meillä on mahdollisuus havaita kognitiiviset muutokset suhteellisen lyhyessä ajassa sopivilla työkaluilla (31, 32). PD-CRS:n on osoitettu pystyvän havaitsemaan muutoksia kognitiivisessa tilassa Parkinsonin taudissa ja Huntingtonin taudissa ajan myötä (hyvä herkkyys muutokselle), ja se pystyy havaitsemaan kliinisesti merkitykselliset erot 6 kuukauden aikana. Kliinisen merkityksen arvioimiseksi käytettiin Clinical Global Impression of Change -asteikkoa, jossa PD-CRS:n 11-14 pisteen muutos on pienin kliinisen vaikutuksen arvioimiseksi. Tästä syystä katsomme, että yksisokkoinen kliininen 6 kuukauden mittainen tutkimus olisi riittävä osoittamaan merkittäviä eroja kontrolliryhmän (musiikkiterapia) ja RVI:n tai tietokonepohjaisen kognitiivisen stimulaation ryhmän välillä.