Trigger Motor Memory Consolidation in PD: Complex Practice of Fine Motor Tasks and Brain Activity during Learning

Per questo studio saranno inclusi 40 anziani sani e 40 pazienti con malattia di Parkinson (MdP). La dimensione del campione è stata calcolata combinando i risultati di uno studio pilota utilizzando il compito Swipe-Slide Pattern (SSP) (Nackaerts et al. 2020, Behav Brain Res) e la letteratura sull'addestramento a compiti complessi (Lin et al. 2012, Neuroimage; Sidaway et al. 2016, J Mot Behav). Lo studio pilota ha mostrato che il tempo di movimento alla ritenzione, dopo l'allenamento ST, era in media di 2,824 ± 1,015 per lo scorrimento della sequenza. Sulla base della letteratura, abbiamo assunto una differenza del 13,5% tra DT e formazione ST alla ritenzione. È importante sottolineare che abbiamo ipotizzato un beneficio simile dall'addestramento DT nei pazienti PD e HC. Utilizzando una dimensione del campione β = 0,20 e α = 0,05 è stata calcolata per un'analisi ANOVA misurata ripetuta con un disegno di interazione tra fattori all'interno (entro: pre vs post vs ritenzione; tra: ST vs DT). La dimensione totale del campione è stata stimata in 62 partecipanti, divisi in 31 in formazione ST e 31 in formazione DT. Tenendo conto di un abbandono del 30% (dallo studio oa causa della perdita di dati), ciò ha comportato 40 soggetti in formazione ST e 40 in formazione DT. I pazienti con PD e HC saranno divisi equamente tra i tipi di allenamento, risultando in 40 pazienti con PD e 40 HC da randomizzare a un braccio di addestramento ST o DT. I pazienti saranno testati durante la fase OFF del ciclo di farmaci, cioè circa 12 ore dopo l'ultima assunzione di farmaci.

I partecipanti saranno prima sottoposti a una sessione di inclusione a casa. Durante questa sessione, saranno sottoposti a un'ampia batteria di test comportamentali, valutando le capacità cognitive e motorie. I pazienti inizieranno questa sessione nella fase OFF della fase di medicazione e verrà quindi chiesto di posticipare la loro medicazione mattutina. In primo luogo, le capacità motorie saranno valutate mediante la Movement Disorders Society Unified Parkinson's Disease Rating Scale (MDS-UPDRS) e il Clinch Token Transfer Test (C3T). La valutazione cognitiva comprende il Mini-Mental State Examination (MMSE), il Montreal Cognitive Assessment (MoCA) e il Trail Making Test (TMT). Inoltre, le abilità del tablet saranno ampiamente testate utilizzando una batteria di test di nuova concezione, comprese le prestazioni di tocco tra due punti, scorrimento in un'unica direzione e scorrimento in più direzioni in ordine casuale, in condizioni di attività singola e doppia. Inoltre, verrà eseguita un'attività di telefonia mobile in cui i partecipanti dovranno digitare un numero di telefono predefinito su uno smartphone. Questa parte della valutazione richiederà circa 60 min. Successivamente i pazienti potranno assumere i loro farmaci regolari e verranno compilati diversi questionari. Questi includono il New Freezing Of Gait Questionnaire (NFOG-Q), il questionario sul non-gait freeze, il questionario Dexterity (DextQ-24), il Mobile Device Proficiency Questionnaire (MDPQ-16), domande riguardanti l'uso di smartphone e tablet e parti rimanenti dell'MDS-UPDRS. Inoltre, verranno registrate le dosi giornaliere di levodopa. I controlli sani saranno sottoposti a un protocollo simile, anche se non verranno eseguite valutazioni e questionari specifici per la malattia (ad es. MDS-UPDRS, NFOG-Q, questionario sul non congelamento dell'andatura e assunzione di farmaci).

Dopo l'inclusione, i partecipanti saranno invitati al reparto di radiologia. UZ Lovanio. Addestreranno l'attività SSP su un tablet compatibile con la risonanza magnetica, mentre le loro risposte emodinamiche vengono misurate utilizzando fMRI. L'allenamento includerà due corse di 7 min 50 s, come ST o DT a seconda della randomizzazione. L'attività SSP si basa sui movimenti delle dita che devono essere effettuati per sbloccare smartphone o tablet o sulla traiettoria che può essere utilizzata per formare rapidamente parole utilizzando una tastiera su uno smartphone. Durante questo test, i partecipanti dovranno realizzare diversi modelli predefiniti. Per ridurre il carico cognitivo, il modello sarà visibile in uno degli angoli superiori dello schermo. Durante il compito, i partecipanti potranno vedere le linee che stanno disegnando. Ogni schema inizierà in uno dei nove cerchi e consisterà in movimenti ugualmente lunghi. Ai partecipanti verrà chiesto di muovere la mano senza sollevare completamente lo stilo del dito dallo schermo per mantenere la traccia online. Inoltre, ai partecipanti verrà chiesto di tornare a un punto di partenza fisso quando il modello è completo. L'attività secondaria consiste nel contare il numero di luci rosse o verdi che si accendono nella vista periferica durante l'esecuzione dell'attività. Verrà utilizzata una versione compatibile con la risonanza magnetica del tablet sensibile al tocco. I partecipanti vedranno la traccia della loro penna sul tablet per mezzo di uno specchio incorporato nella parte superiore della testata. Oltre alla fMRI basata su attività, verrà eseguita una scansione anatomica pesata in T1 ad alta risoluzione e imaging pesato in diffusione. Prima e dopo la formazione, le prestazioni ST e DT sul compito SSP saranno valutate al di fuori dello scanner, utilizzando un modello diverso per evitare l'apprendimento. I partecipanti eseguiranno anche l'attività del telefono cellulare e il test di tocco tra due punti. Inoltre, i partecipanti compileranno la Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS) e il Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI).

Dal giorno 2 al 5, i partecipanti continueranno la pratica del compito SSP a casa. Per questo, ai partecipanti verrà chiesto di eseguire l'attività SSP su un tablet ogni mattina, per i pazienti questo sarà appena prima di assumere i loro farmaci regolari. Queste sessioni di formazione saranno limitate a 10 minuti e conterranno lo schema appreso il primo giorno, oltre a due nuovi schemi per consentire la variazione. I modelli saranno offerti in ordine casuale, poiché la ricerca ha dimostrato che la pratica casuale può migliorare la ritenzione e il trasferimento sia negli anziani sani che nei pazienti con PD. Il giorno 5, il ricercatore andrà a casa dei partecipanti ed eseguirà un test di ritenzione immediata, coinvolgendo la versione a compito singolo e doppio del compito SSP. Nei giorni 6 e 7 i partecipanti non si eserciteranno per consentire un periodo di conservazione. Il giorno 8, tutti i partecipanti avranno una scansione di ritenzione/trasferimento (ritardata), costituita da due corse in modalità ST o DT: (i) una corsa contenente il modello appreso; e (ii) una corsa che include un nuovo modello per valutare il trasferimento. Ancora una volta, le prestazioni di ST e DT sul compito SSP saranno valutate al di fuori dello scanner, utilizzando un modello diverso per evitare l'apprendimento. I partecipanti eseguiranno anche l'attività del telefono cellulare e il test di tocco tra due punti. Per ridurre al minimo i movimenti della testa durante la scansione stessa, verrà utilizzato un cuscino di fissaggio a vuoto per far fronte a queste difficoltà.