Ruolo del sonno sull'apprendimento motorio nella malattia di Parkinson e negli anziani sani (TARGET-SLEEP)

La PwPD spesso non riesce a mantenere gli effetti dell'allenamento attraverso il processo di consolidamento della memoria motoria, mediante il quale le nuove abilità acquisite trasformano memorie motorie introduttive robuste e durature senza ulteriore pratica. Il consolidamento compromesso porta ad un inevitabile deterioramento del funzionamento quotidiano ostacolando gli effetti prolungati della riabilitazione anche nelle prime fasi della malattia (Nieuwboer et al. 2008). Curiosamente, il sonno post-allenamento facilita il consolidamento negli adulti sani (King et al. 2017a) e questo effetto può essere preservato nella pwPD (Terpening, 2013). La riattivazione mirata della memoria (TMR) è una tecnica testata nei giovani adulti, in base alla quale vengono aggiunti stimoli uditivi durante l'apprendimento motorio. I suoni relativi all'apprendimento vengono quindi riprodotti durante il sonno post-allenamento con movimenti oculari non rapidi (NREM) per rafforzare le connessioni neurali formate di recente (Diekelmann et al. 2012). L'ipotesi generale di questo progetto è che periodi di sonno e TMR miglioreranno il consolidamento delle memorie motorie e dei marcatori di neuroplasticità nella persona con disabilità e negli anziani.

Per verificarlo, i ricercatori impiegheranno un protocollo di "pisolino" che tiene conto degli effetti circadiani consentendo al contempo di confrontare direttamente le prestazioni dopo il sonno diurno con quelle di un gruppo di controllo della veglia (King et al. 2017a). Il consolidamento sarà definito come il cambiamento nell'apprendimento della sequenza motoria (MSL) del tocco delle dita dopo un periodo post-allenamento di pisolino o veglia rispetto alla fine dell'allenamento iniziale. Per indicare ulteriormente un solido consolidamento, i cambiamenti nelle prestazioni saranno valutati dopo un periodo di ritenzione di 24 ore senza ulteriore pratica, nonché durante un doppio compito come misura dell'automaticità motoria. Un disegno a gruppi paralleli consentirà il confronto all'interno del gruppo (pisolino/veglia) così come tra pwPD e controlli. In un secondo studio, gli effetti della TMR sul consolidamento saranno confrontati tra i gruppi utilizzando un'attività del tempo di reazione seriale (SRT).

Il primo obiettivo (Esperimento 1) è determinare se un pisolino di 2 ore migliora il consolidamento immediato, la ritenzione di 24 ore e l'interferenza del doppio compito di un compito MSL rispetto a un periodo simile di veglia diurna nelle persone con pwPD e controlli sani di pari età e se il grado di variazione delle prestazioni è diverso tra questi gruppi. Ipotesi 1: gli investigatori si aspettano di trovare un miglioramento del consolidamento, della ritenzione di 24 ore e una ridotta interferenza a doppia attività delle prestazioni MSL dopo un pisolino post-allenamento rispetto alla veglia in entrambi i gruppi. Forse, i miglioramenti sono meno evidenti nella pwPD rispetto ai controlli a causa delle loro menomazioni cortico-striatali.

Il secondo obiettivo (Esperimento 2) è determinare se la TMR migliora il consolidamento immediato, la ritenzione di 24 ore e l'interferenza del doppio compito nella pwPD e negli anziani sani confrontando le prestazioni su due sequenze motorie apprese prima e dopo un periodo di pisolino di 2 ore, durante il quale uno dei le due sequenze vengono riprodotte utilizzando la TMR uditiva. Ipotesi 3: la TMR durante il pisolino migliorerà il consolidamento immediato, la ritenzione per 24 ore e l'interferenza del doppio compito della SRT sia negli anziani sani che nei PD.

I partecipanti vengono prima sottoposti a screening, durante il quale verranno ottenuti dati demografici, capacità cognitiva e indici di gravità della malattia (compresi i test di destrezza) prima di sottoporsi a una notte di screening diagnostico con polisonnografia (PSG) per valutare le caratteristiche del disturbo del sonno. I partecipanti completeranno anche una batteria di test sulle scale della qualità del sonno e sull'umore e indosseranno un orologio Actigraphy a casa per almeno cinque giorni e notti prima del primo esperimento.

Durante l'esperimento 1, i partecipanti apprendono l'MSL avviando autonomamente una sequenza di dita di 5 elementi che viene presentata sullo schermo. Dopo l'apprendimento, i partecipanti saranno dotati di PSG, che include l'EEG. Sulla base della randomizzazione in cieco, faranno un pisolino per 2 ore o si sdraieranno sul letto ma rimarranno svegli per una durata simile. Il wake PSG assicurerà che nessun partecipante del gruppo wake si addormenti. I partecipanti godranno quindi di una pausa di 30-45 minuti per contrastare gli effetti dell'inerzia del sonno, prima di essere nuovamente testati sul MSL (Retest 1). Il giorno successivo, i partecipanti saranno rivalutati sul MSL per il test di conservazione di 24 ore (Retest 2).

Durante l'esperimento 2, verranno seguite procedure simili a quelle descritte sopra, tranne per il fatto che i partecipanti impareranno due nuove sequenze di dita che sono uditive, per mezzo di un compito di tempo di reazione seriale (SRT). Per l'SRT, i partecipanti visualizzano una riga di quadrati vuoti presentati al centro dello schermo e ogni volta che viene evidenziato un quadrato, al partecipante viene chiesto di toccare il dito associato spazialmente a quel quadrato nel modo più rapido e accurato possibile, ad es. compito del tempo di reazione. La differenza tra il compito MSL dell'esperimento 1 e il compito SRT dell'esperimento 2 è quindi che durante l'esperimento 1 i partecipanti avviano autonomamente una sequenza che viene loro esplicitamente mostrata, mentre nell'esperimento 2 la sequenza viene indicata. L'ordine dei blocchi di sequenza durante l'apprendimento e la ripetizione del test, nonché la sequenza selezionata per TMR saranno randomizzati tra i partecipanti. Le prestazioni su entrambe le sequenze saranno rivalutate dopo l'interruzione e di nuovo alla ritenzione di 24 ore senza segnali uditivi.

I test MSL e SRT in entrambi gli esperimenti saranno preceduti da un test di vigilanza psicomotoria come misura oggettiva della vigilanza dei partecipanti nel corso della giornata e includeranno una condizione a compito singolo e doppio.

Calcolo della potenza:

Sulla base dei risultati di Terpening et al. (2013) e Dan et al. (2015), sarà richiesto un minimo di 16 soggetti per gruppo (NAP, WAKE) in base alla nostra analisi di potenza basata sui risultati MSL utilizzando β=0,20 e α=0,05 per rilevare una significativa differenza di gruppo. Per tenere conto di potenziali abbandoni, l'obiettivo di reclutamento è fissato al 20% in più per garantire un potere adeguato nella nostra analisi finale. Pertanto, per l'esperimento 1 verranno reclutati un totale di 40 pazienti con PD e 40 controlli anziani sani (ovvero 20 in ciascun gruppo NAP/WAKE). La migliore stima del campione in questo momento per l'esperimento 2 si basa su precedenti studi TMR in giovani adulti che reclutavano anche 16 soggetti per gruppo pisolino/veglia (Antony et al. 2012). Pertanto, mireremo a reclutare un totale di 20 PD e 20 controlli anziani sani per l'Esperimento 2, rappresentando ancora una volta il 20% di potenziale abbandono.