小児がん生存者における認知トレーニングと身体トレーニングの有効性

目的と仮説:

この研究の全体的な目的は 3 つあります。第 1 に、この研究は、小児がん生存者における長期認知障害の特定のパターンについての知識を深めることを目的としています。 この集団における認知障害の性質を理解することは、カスタマイズされた治療戦略を開発するのに役立ちます。 第二に、適切に設計された子供向けの科学的根拠に基づいたトレーニングが利用できることは、学校での問題や認知機能のさらなる低下を防ぐために臨床的に重要です。 第三に、白質構造におけるトレーニング誘発性のニューロンの変化を検出することで、子供の脳の機能的可塑性についての洞察が得られるでしょう。 さらに、トレーニングによって引き起こされる白質の変化は、特定の介入の効果についての強力な証拠を構築するでしょう。

本研究では、特に次の仮説が評価されます。

1. 脳腫瘍 (BT) の病歴を持つ子供は、記憶力と注意力に特別な問題を示し、その結果、いくつかの認知領域で全般的な欠陥が生じます。 CNSに関与していないがんの病歴を持つ小児は、同じ認知領域においてBTを伴うがんの病歴を持つ小児よりも問題が少ないが、健康な対照の小児よりも多くの問題を示している。
2. 標準化されたワーキングメモリトレーニングは、ワーキングメモリのパフォーマンスの向上につながります。 特に実行機能、記憶、注意力の領域へのトレーニング効果の移行が期待されます。
3. フィジカルトレーニングは、調整力、持久力、運動強度の向上につながります。 いくつかの認知領域への移行（すなわち、 実行機能）と身体的な自己概念が期待されます。
4. 作業記憶トレーニングと身体トレーニングの後、患者の白質構造は分数異方性において大きな変化を示します。 機能的な接続性にも変化が生じます。
5. トレーニングの神経心理学的効果は、両方の実験グループのトレーニング後 6 か月後でも依然として存在します。

すべての比較は、個人レベル (個人内レベル、主目的) および個人間レベル (グループ間の比較、副目的) で実行されます。 有意水準は α = 0.05 に設定されます。

参加者：

がん生存者: 研究者には、過去 10 年間に CNS (中枢神経系) の関与の有無にかかわらずがんの初回診断を受け、治療 (手術、放射線、および/または化学療法) を終了した 7 ～ 16 歳の小児および青少年 150 人が含まれます。 ) 研究参加の少なくとも 12 か月前。 がん生存者はスイスにある2つの異なる専門小児科病棟で募集される。 サンプルの不均一性を最小限に抑えるために、CNS の関与がなく、腫瘍の外科的除去のみが行われ、その後の放射線療法や化学療法を受けていないがんの病歴を持つ小児は研究から除外されます。 縦断的研究ではがんの既往歴のある小児がドロップアウトする可能性が高まるため、十分な統計検出力を達成するには、統計的に必要な数を超える参加者（1 グループあたり 25 人以上の小児）が集められます。

健康対照: 40 人の健康な子供および青少年 (年齢と性別が一致) が最初の評価に含まれ、健康対照サンプルとして機能します。 彼らは主にがん生存者グループに含まれる兄弟を介して募集されるほか、病院スタッフや研究協力者の個人的な知人からも募集される。

デザイン 本研究は、2 つの介入群、1 つの待機群 (がんの既往歴のある小児 [CNS+ と CNS- の両方])、および健康な対照群 (年齢と性別が一致する) を含むランダム化層化対照試験として設計されています。 患者グループの一部の小児は、トレーニングの効果を判断するために待機対照グループに割り当てられます（トレーニングは後で開始されます）。 それぞれの条件にランダムに割り当てられた後、介入教材 (XBOX またはコンピューター) が参加者の自宅にインストールされます。 これにより、監視付きの最初のトレーニング セッションが開催されます。 前後の実行機能、および 1 回の介入セッションの効果 (楽しさ、覚醒など) の詳細が検査されます。 その後、それぞれのグループは、標準化されたコンピューター化された作業記憶トレーニングまたは身体トレーニングを受けます。 神経心理学的評価は介入/トレーニングの前に実施され、記憶トレーニングまたは身体トレーニングの終了時とトレーニングの6か月後にすべての参加者に対して再実施されます。 構造的および機能的イメージングは​​、作業記憶トレーニングと身体トレーニングの前後に実行されます。 3 テスラの全身 MRI システムが使用されます (Siemens、エアランゲン、ドイツ)。 解剖学的イメージングは​​、脳全体をカバーする T1 強調構造脳イメージング用のシーケンスを使用して取得されます。 構造的接続性画像は q-ball シーケンスを使用して取得され、機能的接続性はマルチバンド エコー プラナー イメージング シーケンス (MB EPI) を使用して測定されます。 構造データの前処理および後処理は、SPM8 (Welcome Departement of Imaging Neuroscience, London) および MATLAB プログラム (MATLAB バージョン 8.2) を使用して実行されます。 機能接続性解析を実行するには、CONN fMRI 接続性ツールボックス 13.1 (Whitfield-Gabrieli & Nieto-Castanon、2012) が使用されます。 分数異方性マップは Siemens ソフ​​トウェアによって提供され、さらなる統計的評価に直接使用できます。

介入:

がんの病歴を持つ 150 人の参加者全員が、無作為に、しかし階層化された方法で 3 つのグループ (グループ A、B、および C) に割り当てられます (図 1 を参照)。

トレーニング A: グループ A (n1= 25 CNS+、n2 = 25 CNS-) は、作業記憶トレーニング プログラムを受けます。 子どもたちは、コンピュータプログラムCogmed RM (Klingberg et al., 2005)に基づいた個別の記憶訓練を受け、訓練を受けた神経心理学者の監督を受けます。 がんを患う小児への使用におけるその有効性が最近発表されました（例: Hardy et al.、2012)。 子どもたちは「オンライン」で25回のトレーニングセッションを受けることになる。各セッションは約 45 分かかり、作業記憶のさまざまな側面を対象としたさまざまなタスクの選択で構成されます。 トレーニングの難易度はユーザーのパフォーマンスに基づいて常に調整されます。 子どもたちは、8週間にわたって自宅で記憶力トレーニングプログラムを実施します。 お子様と認定された Cogmed RM コーチ (神経心理学者) が毎日のトレーニングの結果をオンラインで確認し、監視します。 病院（チューリッヒまたはベルン）での最初のセッションでは、Cogmed RM コーチが子供と保護者と一緒にトレーニングを計画し、構築します。 コーチは毎週、子供の自宅に電話で監督し、子供のパフォーマンスと進歩に関するフィードバックを提供します。 子供と保護者との最後のセッションでは、トレーニングの経験が振り返ります。

トレーニング B: グループ B (n1= 25 CNS+、n2 = 25 CNS-) は、自宅で実行できる身体トレーニングを受けます。 トレーニングは Xbox Kinect ゲームに基づいて行われます (例: シェイプアップ）は、ジャンプアンドランゲーム、フィジカルトレーニング、ダンスアクティビティなどのゲームやアクティビティで構成されています。 すべての資料はベルン病院によって提供されます。 1 回のトレーニング セッションは約 45 分で、週 3 日、8 週間にわたって実施されます。

グループ C (n1= 25 CNS+、n2 = 25 CNS-) は待機対照グループとして機能し、神経心理学的評価 II の完了後に身体または作業記憶トレーニング プログラムのいずれかを受けます。