Impatto dell'esercizio sul condizionamento delle palpebre nelle atassie spinocerebellari

Le atassie spinocerebellari sono un gruppo di disturbi che causano grave disabilità dovuta alla progressiva incoordinazione. Senza farmaci approvati dalla FDA, è fondamentale trovare trattamenti efficaci. Il gruppo di ricerca ha dimostrato che l'allenamento aerobico ad alta intensità, definito come sessioni di allenamento di 30 minuti, 5 volte a settimana con una frequenza cardiaca massima superiore all'80%, è un potenziale trattamento, causando miglioramenti clinicamente significativi nei sintomi dell'atassia a 6 mesi rispetto all'equilibrio casalingo. formazione. Tuttavia, non è chiaro se l’allenamento aerobico induca cambiamenti neuroplastici all’interno del cervelletto danneggiato per migliorare l’apprendimento motorio, o se i miglioramenti siano principalmente dovuti all’aumento della forza e della resistenza delle gambe che aiutano a compensare i deficit di equilibrio.

Per studiare l'impatto dell'allenamento aerobico sull'apprendimento motorio cerebellare-dipendente, il gruppo di ricerca propone di utilizzare il condizionamento delle palpebre. In questo paradigma, uno stimolo incondizionato, come un lampo di luce, viene utilizzato per suscitare un battito di ciglia riflessivo. Quando uno stimolo condizionato neutro, come un tono, viene accoppiato ripetutamente con il lampo di luce, gli individui imparano a sbattere le palpebre in risposta al tono (risposta condizionata). L'entità dell'apprendimento è misurata dalla percentuale di prove che risultano in una risposta condizionata o dalla variazione media nell'ampiezza della risposta condizionata. Sfortunatamente, il condizionamento delle palpebre non viene spesso utilizzato negli studi clinici a causa dei costi elevati, delle ampie competenze di programmazione e gestione dei dati necessarie per interpretare i dati e della necessità di più visite di persona per accertare l’entità dell’apprendimento.

Nel tentativo di superare queste barriere, i collaboratori del gruppo di ricerca hanno recentemente sviluppato iBlink, un'applicazione per smartphone in grado di testare il condizionamento del battito degli occhi a distanza. Questa applicazione è a basso costo, facile da usare per i partecipanti a casa e produce dati facilmente interpretabili. Inoltre, il gruppo di ricerca ha dimostrato che iBlink può essere utilizzato per determinare i cambiamenti nel condizionamento del battito degli occhi dovuti all’allenamento aerobico in individui sani. Pertanto, l'obiettivo di questo studio pilota sarà quello di utilizzare l'applicazione iBlink per studiare l'impatto dell'esercizio sul condizionamento del battito delle palpebre come proxy per l'apprendimento motorio nelle atassie spinocerebellari.

Obiettivo 1) Determinare se gli individui con atassie spinocerebellari presentano deficit nel condizionamento del battito delle palpebre utilizzando iBlink. Studi precedenti indicano che gli individui con atassia spinocerebellare 3, 6 e atassia di Fredrich hanno un alterato condizionamento delle palpebre, ma non è chiaro se questo sia vero per altri tipi di atassia. Pertanto, i ricercatori recluteranno individui con una varietà di tipi di atassia spinocerebellare e confronteranno il condizionamento del battito delle palpebre con controlli sani corrispondenti per età e sesso (condizione basale). I ricercatori ipotizzano che tutti i partecipanti con atassia spinocerebellare avranno un condizionamento alterato delle palpebre rispetto ai controlli sani, ma i partecipanti con tipi di atassia spinocerebellare che causano deficit oculomotori avranno più disabilità rispetto agli individui con altri tipi di atassia.

Obiettivo 2) Impatto dell'esercizio aerobico acuto sul condizionamento delle palpebre nelle atassie spinocerebellari. L’esercizio aerobico acuto aumenta il tasso di risposta condizionata negli individui sani e questo miglioramento è maggiore negli individui fisicamente attivi rispetto alle persone sedentarie. Per questo studio, i partecipanti con atassia spinocerebellare saranno classificati come sedentari o fisicamente attivi utilizzando il questionario sull'attività fisica globale. Successivamente, ai partecipanti verrà chiesto di eseguire 30 minuti di allenamento aerobico acuto a intensità moderata (~75% della frequenza cardiaca massima) per 5 giorni consecutivi. Immediatamente dopo ogni formazione, i partecipanti utilizzeranno iBlink e i risultati verranno confrontati con le condizioni di base (Obiettivo 1). I ricercatori ipotizzano che tutti i partecipanti con atassia avranno un miglioramento nel condizionamento del battito degli occhi (aumento della variazione media nell'ampiezza della risposta condizionata) dopo un allenamento aerobico acuto, ma quelli che sono più attivi fisicamente avranno un miglioramento maggiore con l'esercizio.

Obiettivo 3) Impatto dell'esercizio aerobico a lungo termine sul condizionamento delle palpebre nelle atassie spinocerebellari. I partecipanti verranno randomizzati all'equilibrio domestico o all'allenamento aerobico per 6 mesi. I partecipanti saranno sottoposti a condizionamento del battito degli occhi utilizzando iBlink al basale, a 3, 6 e 9 mesi. I sintomi dell'atassia saranno inoltre determinati utilizzando la scala video remota per la valutazione e la classificazione dell'atassia (SARAhome) ad ogni valutazione. I ricercatori ipotizzano che gli individui nel gruppo aerobico avranno un miglioramento del condizionamento delle palpebre rispetto al gruppo di allenamento per l'equilibrio. Inoltre, i ricercatori si aspettano che i miglioramenti nei punteggi SARA siano correlati ai miglioramenti nel condizionamento delle palpebre, sostenendo che l’allenamento aerobico sta inducendo cambiamenti neuroplastici all’interno del cervelletto.

Significato clinico: l'allenamento aerobico si dimostra promettente come trattamento per le atassie spinocerebellari, ma il meccanismo di miglioramento non è chiaro. Questo studio esamina se l’allenamento aerobico può migliorare l’apprendimento motorio negli individui con degenerazione cerebellare. Aiuterà inoltre a convalidare l'uso dell'applicazione iBlink come un modo semplice, economico e remoto per testare il condizionamento del battito degli occhi. Pertanto, il condizionamento delle palpebre può essere più facilmente utilizzato per monitorare le atassie spinocerebellari o essere utilizzato come misura di risultato in futuri studi clinici.