Harjoituksen vaikutus silmänräpäysten hoitoon selkä-aivojen ataksiassa

Spinocerebellaariset ataksiat ovat joukko häiriöitä, jotka aiheuttavat vakavan vamman etenevän koordinaatiohäiriön vuoksi. Koska FDA:n hyväksymiä lääkkeitä ei ole, on kriittinen tarve löytää tehokkaita hoitoja. Tutkimusryhmä on osoittanut, että korkean intensiteetin aerobinen harjoittelu, joka määritellään 30 minuutin harjoituksiksi, 5 kertaa viikossa yli 80 %:n maksimisykkeellä, on mahdollinen hoitomuoto, joka aiheuttaa kliinisesti merkittäviä parannuksia ataksiaoireissa 6 kuukauden kohdalla verrattuna kotitasapainoon. koulutusta. On kuitenkin epäselvää, aiheuttaako aerobinen harjoittelu neuroplastisia muutoksia vaurioituneessa pikkuaivossa motorisen oppimisen tehostamiseksi, vai johtuvatko parannukset ensisijaisesti lisääntyneestä jalkojen voimasta ja kestävyydestä, jotka auttavat kompensoimaan tasapainovajeita.

Tutkiakseen aerobisen harjoittelun vaikutusta pikkuaivoista riippuvaiseen motoriseen oppimiseen, tutkimusryhmä ehdottaa silmänräpäyksen hoitoa. Tässä paradigmassa ehdollista ärsykettä, kuten valon välähdystä, käytetään herättämään refleksiivinen vilkkuminen. Kun neutraali ehdollinen ärsyke, kuten ääni, yhdistetään toistuvasti valon välähdyksen kanssa, yksilöt oppivat räpäyttämään silmiään vasteena sävyyn (ehdollinen vaste). Oppimisen suuruus mitataan niiden kokeiden prosenttiosuudella, jotka johtavat ehdolliseen vasteeseen tai ehdollisen vasteen amplitudin keskimääräiseen muutokseen. Valitettavasti silmänräpäyksen säätelyä ei usein käytetä kliinisissä tutkimuksissa korkeiden kustannusten, tietojen tulkitsemiseen tarvittavien ohjelmointi- ja tiedonhallintataitojen ja useiden henkilökohtaisten käyntien tarpeen vuoksi oppimisen laajuuden selvittämiseksi.

Voittaakseen nämä esteet tutkimusryhmän yhteistyökumppanit kehittivät äskettäin iBlinkin, älypuhelimeen tarkoitetun sovelluksen, joka voi testata silmänräpäyksien säätöä etänä. Tämä sovellus on edullinen, osallistujien helppokäyttöinen kotona, ja se tuottaa helposti tulkittavaa dataa. Lisäksi tutkimusryhmä on osoittanut, että iBlinkiä voidaan käyttää aerobisen harjoittelun aiheuttamien muutosten määrittämiseen terveillä henkilöillä. Näin ollen tämän pilottitutkimuksen tavoitteena on käyttää iBlink-sovellusta harjoituksen vaikutuksen tutkimiseen silmänräpäyksien ehdollistumiseen moottorioppimisen välityspalvelimena spinocerebellaarisissa ataksiassa.

Tavoite 1) Selvittää, onko henkilöillä, joilla on spinocerebellaarista ataksiaa, puutteita silmänräpäyksissä iBlinkillä. Aiemmat tutkimukset osoittavat, että henkilöillä, joilla on spinocerebellaarinen ataksia 3, 6 ja Fredrichin ataksia, on heikentynyt silmänräpäysten ehtiminen, mutta on epäselvää, pitääkö tämä paikkansa muiden ataksiatyyppien kohdalla. Siten tutkijat rekrytoivat henkilöitä, joilla on erilaisia ​​spinocerebellaarisia ataksiatyyppejä, ja vertaavat silmänräpäyksen ehdollistamista ikään ja sukupuoleen sopiviin terveisiin kontrolleihin (perustila). Tutkijat olettavat, että kaikilla osallistujilla, joilla on spinocerebellaarinen ataksia, on heikentynyt silmien räpyttäminen terveisiin verrokkeihin verrattuna, mutta osallistujat, joilla on okulomotorisia puutteita aiheuttavia spinocerebellaarisia ataksiatyyppejä, ovat heikentyneet enemmän kuin henkilöillä, joilla on muita ataksiatyyppejä.

Tavoite 2) Akuutin aerobisen harjoituksen vaikutus silmänräpäyksyn ehdolla spinocerebellaarisissa ataksiaissa. Akuutti aerobinen harjoittelu parantaa ehdollista vasteprosenttia terveillä yksilöillä, ja tämä parannus on suurempi fyysisesti aktiivisilla henkilöillä kuin istuvia ihmisiä. Tässä tutkimuksessa osallistujat, joilla on spinocerebellaarinen ataksia, luokitellaan istuvaksi tai fyysisesti aktiivisiksi Global Physical Activity Questionnairen avulla. Seuraavaksi osallistujia pyydetään suorittamaan 30 minuuttia akuuttia aerobista harjoittelua kohtalaisella intensiteetillä (~75 % maksimisyke) 5 peräkkäisenä päivänä. Heti jokaisen koulutuksen jälkeen osallistujat käyttävät iBlinkiä ja tuloksia verrataan perustilaan (tavoite 1). Tutkijat olettavat, että kaikilla osallistujilla, joilla on ataksia, silmänräpäysten eheytys paranee (lisääntynyt keskimääräinen muutos ehdollisen vasteen amplitudissa) akuutin aerobisen harjoittelun jälkeen, mutta fyysisesti aktiivisemmat saavat enemmän parannusta harjoituksen myötä.

Tavoite 3) Pitkäaikaisen aerobisen harjoittelun vaikutus silmänräpäyksien eheytymiseen spinocerebellaarisissa ataksiaissa. Osallistujat satunnaistetaan joko kotitasapainoon tai aerobiseen harjoitteluun 6 kuukauden ajaksi. Osallistujat käyvät läpi silmänräpäyksen ehdollistamisen iBlinkillä lähtötilanteessa, 3, 6 ja 9 kuukauden kuluttua. Ataksia-oireet määritetään myös jokaisessa arvioinnissa käyttämällä etävideoskaalaa Ataksia-arviointia ja -luokitusta varten (SARAhome). Tutkijat olettavat, että aerobiseen ryhmään kuuluvilla henkilöillä on parempi silmänräpäyksen kuntoutus verrattuna tasapainoharjoitteluryhmään. Lisäksi tutkijat odottavat, että SARA-pisteiden parannukset korreloivat silmänräpäyksen parantamisen kanssa, mikä tukee sitä, että aerobinen harjoittelu aiheuttaa neuroplastisia muutoksia pikkuaivoissa.

Kliininen merkitys: Aerobinen harjoittelu näyttää lupaavalta spinocerebellaaristen ataksian hoitona, mutta paranemismekanismi on epäselvä. Tässä tutkimuksessa tarkastellaan, voiko aerobinen harjoittelu parantaa motorista oppimista henkilöillä, joilla on pikkuaivojen rappeuma. Se auttaa myös validoimaan iBlink-sovelluksen käytön helpoksi, edulliseksi ja etätapana testata silmänräpäyksen hoitoa. Näin ollen silmänräpäyksen säätelyä voidaan käyttää helpommin spinocerebellaaristen ataksian seuraamiseen tai sitä voidaan käyttää tulosmittauksena tulevissa kliinisissä tutkimuksissa.