パーキンソン病と健康な高齢者の運動学習における睡眠の役割 (TARGET-SLEEP)
パーキンソン病における運動学習の保持に向けて: 強化の睡眠関連効果の理解
調査の概要
詳細な説明
PwPD は、運動記憶の統合のプロセスを介してトレーニング効果を維持できないことがよくあります。これにより、新たに獲得したスキルが、それ以上の練習をしなくても、イントロの堅牢で長期にわたる運動記憶に変換されます。 強化が損なわれると、疾患の初期段階であっても、リハビリテーションの長期にわたる効果を妨げながら、日常機能の必然的な悪化につながります (Nieuwboer et al. 2008)。 興味深いことに、トレーニング後の睡眠は健康な成人の強化を促進し (King et al. 2017a)、この効果は pwPD でも維持される可能性があります (Terpening, 2013)。 Targeted Memory Reactivation (TMR) は、若年成人でテストされた技術であり、運動学習中に聴覚刺激が追加されます。 学習関連の音は、トレーニング後の非急速眼球運動 (NREM) 睡眠中に再生され、最近形成された神経接続を強化します (Diekelmann et al. 2012)。 このプロジェクトの包括的な仮説は、睡眠と TMR の発作が、pwPD と高齢者の運動記憶と神経可塑性のマーカーの統合を改善するというものです。
これをテストするために、研究者は、日中の睡眠後のパフォーマンスを覚醒コントロールグループのパフォーマンスと直接比較できるようにしながら、概日効果を説明する「昼寝」プロトコルを採用します (King et al. 2017a)。 強化は、最初のトレーニングの終了時と比較して、昼寝または覚醒のいずれかのトレーニング後の期間の後の指タッピングの運動シーケンス学習 (MSL) の変化として定義されます。 堅牢な統合をさらに示すために、パフォーマンスの変化は、運動の自動性の尺度として、デュアルタスク中だけでなく、さらに練習することなく24時間の保持期間後に評価されます。 並列グループ設計により、グループ内比較 (昼寝/覚醒) だけでなく、pwPD とコントロールの間も可能になります。 2 番目の研究では、一連の反応時間タスク (SRT) を使用して、強化に対する TMR の効果をグループ間で比較します。
最初の目的 (実験 1) は、2 時間の昼寝が、pwPD および健康な年齢をマッチさせた対照群の人々における同様の日中覚醒期間と比較して、MSL タスクの即時統合、24 時間保持、および二重タスク干渉を改善するかどうかを判断することです。そして、パフォーマンスの変化の程度がこれらのグループ間で異なるかどうか。 仮説 1: 研究者は、両方のグループの覚醒状態と比較して、トレーニング後の昼寝後の MSL パフォーマンスの改善された統合、24 時間保持、およびデュアルタスク干渉の減少を発見することを期待しています。 おそらく、皮質線条体障害のため、コントロールと比較して pwPD の改善はあまり明らかではありません。
2 番目の目的 (実験 2) は、2 時間の昼寝期間の前後の 2 つの学習された運動シーケンスのパフォーマンスを比較することにより、TMR が pwPD および健康な高齢者の即時統合、24 時間保持、および二重タスク干渉を改善するかどうかを判断することです。 2 つのシーケンスは、聴覚 TMR を使用して再生されます。 仮説 3: 昼寝中の TMR は、健康な高齢者と PD の両方で、即時統合、24 時間保持、および SRT の二重タスク干渉を改善します。
参加者は最初にスクリーニングを受けます。その間に、人口統計、認知能力、および疾患重症度指数（器用さのテストを含む）が取得され、その後、睡眠ポリグラフ検査（PSG）による診断スクリーニングの夜が行われ、睡眠障害の特徴が評価されます。 参加者はまた、睡眠の質のスケールと気分に関するテスト バッテリーを完成させ、最初の実験の前に少なくとも 5 日間、自宅でアクティグラフィー ウォッチを着用します。
実験 1 では、参加者は、画面に表示される 5 要素の指シーケンスを自己開始することにより、MSL を学習します。 学習後、参加者は EEG を含む PSG を装備します。 盲検無作為化に基づいて、彼らは 2 時間昼寝するか、ベッドに横になりますが、同様の時間は起きたままになります。 ウェイク PSG は、ウェイク グループの参加者がスリープ状態にならないようにします。 参加者は、MSL (再テスト 1) で再テストされる前に、睡眠慣性の影響に対抗するために 30 ～ 45 分の休憩をお楽しみいただけます。 翌日、参加者は 24 時間保持テスト (再テスト 2) のために MSL で再評価されます。
実験 2 の間、参加者が連続反応時間タスク (SRT) によって、聴覚キューである 2 つの新しい指シーケンスを学習することを除いて、上記と同様の手順に従います。 SRT の場合、参加者は画面の中央に表示される空の正方形の行を表示し、正方形が強調表示されるたびに、参加者はその正方形に空間的に関連付けられている指をできるだけ迅速かつ正確にタップするように指示されます。反応時間タスク。 したがって、実験 1 の MSL タスクと実験 2 の SRT タスクの違いは、実験 1 の参加者が明示的に示されているシーケンスを自己開始するのに対し、実験 2 ではシーケンスがキューに入れられることです。 学習中および再テスト中のシーケンス ブロックの順序、および TMR 用に選択されたシーケンスは、参加者間でランダム化されます。 両方のシーケンスのパフォーマンスは、休憩後に再評価され、聴覚的な合図なしで 24 時間保持されます。
両方の実験での MSL および SRT テストは、当日の参加者の警戒の客観的尺度として精神運動警戒テストが先行し、単一および二重タスク条件が含まれます。
電力計算:
Terpening らによる調査結果に基づいています。 （2013）およびダンら。 （2015）、有意なグループの違いを検出するためにβ= 0.20およびα= 0.05を使用したMSL結果に基づく検出力分析によると、グループごとに最低16人の被験者（NAP、WAKE）が必要になります。 ドロップアウトの可能性を考慮して、採用目標は最終分析で十分な力を確保するために 20% 高く設定されています。 そのため、合計 40 人の PD 患者と 40 人の健康な高齢者のコントロールが実験 1 に採用されます (つまり、 NAP/WAKE グループごとに 20 個）。 実験 2 の現時点での最良のサンプル推定は、若年成人を対象とした以前の TMR 研究に基づいており、昼寝/覚醒グループごとに 16 人の被験者を採用しています (Antony et al. 2012)。 したがって、実験 2 では合計 20 人の PD と 20 人の健康な高齢者のコントロールを募集することを目標にします。
研究の種類
入学 (予想される)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究連絡先
- 名前：Moran Gilat, PhD
- 電話番号：+3216329427
- メール：moran.gilat@kuleuven.be
研究場所
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Vlaams-Brabant
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Leuven、Vlaams-Brabant、ベルギー、3000
- 募集
- UZ Leuven
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主任研究者：
- Alice Nieuwboer, PhD
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コンタクト：
- Moran Gilat, PhD
- 電話番号：+32 16 32 94 27
- メール：moran.gilat@kuleuven.be
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副調査官：
- Moran Gilat, PhD
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副調査官：
- Genevieve Albouy, PhD
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副調査官：
- Dries Testelmans, MD, PhD
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副調査官：
- Bertien Buyse, MD, PhD
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副調査官：
- Brad King, PhD
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副調査官：
- Pieter Ginis, PhD
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副調査官：
- Evelien Nackaerts, PhD
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
受講資格のある性別
説明
包含基準:
- 右利き
- オランダ語を読んで理解できる
- 40歳以上
- PwPD は、神経内科医による特発性パーキンソン病の臨床診断を受けます。
- 割り当てられた医療倫理委員会によって承認された完全な書面によるインフォームドコンセント
除外基準:
- 脳深部刺激を受ける
- パーキンソン病治療のための介入試験への登録
- -スクリーニング中の無呼吸/低呼吸指数（AHI）> 30として決定された重度の睡眠時無呼吸（PSG）
- -参加者が自発的にインフォームドコンセントを提供する能力に疑問を呈する可能性のある認知障害 ミニ精神状態試験のスコアによって決定される
- 神経科医または理学療法士によって決定された、筋骨格異常など、MSL または SRT 学習の解釈を妨げる併存症。
研究計画
研究はどのように設計されていますか？
デザインの詳細
- 主な目的：基礎科学
- 割り当て：ランダム化
- 介入モデル：並列代入
- マスキング：独身
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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実験的：昼寝
NAP グループは、実験 1 で学習後に 2 時間の睡眠の機会を与えられます。
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実験 1 では、NAP グループは、学習後に 2 時間の昼寝の機会を与えられます (つまり、 '昼寝') 手がかりなし。 実験 2 では、NAP + TMR グループは、学習後に 2 時間の昼寝の機会を与えられます (つまり、 '昼寝') 聴覚 TMR と。 学習関連の音は、NREM 睡眠のステージ 2 およびステージ 3 の間に、最小聴覚検出しきい値の 140% で参加者に提示されます。 |
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アクティブコンパレータ：ウェイク
WAKE グループは、実験 1 で学習後 2 時間の静止覚醒状態になります。
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実験 1 では、WAKE グループは学習後 2 時間、手がかりのない静止状態で覚醒します。
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この研究は何を測定していますか？
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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実験 1 - MSL 単一タスク: オフライン統合
時間枠：2 時間の NAP または WAKE 介入 (再テスト 1) 直後の最初の 4 ブロックと、介入直前の学習の最後の 4 ブロックとの間の PI の変化。
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参加者は、学習中に 18 ブロックの非利き手で画面に表示される 5 つの要素の指のシーケンスを可能な限り迅速かつ正確にタップすることにより、自己開始の MSL タスクを実行し、再テストの評価ごとに再度実行します。
各ブロックは 50 回のキー操作 (理想的には 10 回のシーケンス) で構成され、その後に 15 ～ 20 秒間、指でタップしない残りのブロックが続きます。
主要転帰の計算に使用される最後の 4 ブロックに対する疲労の影響をさらに最小限に抑えるために、14 ブロックの後に 2 分間の休息期間が実装されます。
MSL のパフォーマンスは、速度と精度の両方を考慮して、「パフォーマンス インデックス (PI)」[PI=exp^-(seqDur) * exp^-(Errors/12) * 100] を使用して評価されます (King et al. 2017b)。
MSL を学習した後、参加者は、MSL で再評価される前に、学習後の 2 時間の日周睡眠機会 (NAP) または 2 時間の静止覚醒 (WAKE) を受けるようにランダムに割り当てられます。
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2 時間の NAP または WAKE 介入 (再テスト 1) 直後の最初の 4 ブロックと、介入直前の学習の最後の 4 ブロックとの間の PI の変化。
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実験 1 - MSL シングル タスク: 保持
時間枠：24 時間の保持期間 (再テスト 2) 後の最初の 4 ブロックと、2 時間の NAP または WAKE 介入直後の再テスト 1 の最後の 4 ブロックとの間の PI の変化。
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上記の主要アウトカム 1 で説明したのと同じ MSL タスクを、再テスト 1 の 24 時間後に再度繰り返し、運動記憶の統合に対する睡眠関連の効果が長期的に保持されるかどうかを評価します (再テスト 2)。
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24 時間の保持期間 (再テスト 2) 後の最初の 4 ブロックと、2 時間の NAP または WAKE 介入直後の再テスト 1 の最後の 4 ブロックとの間の PI の変化。
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実験 2、SRT シングル タスク: オフライン統合
時間枠：昼寝 + TMR 介入 (再テスト 1) 直後の最初の 4 ブロックと、介入直前の学習の最後の 4 ブロックとの間の PI の変化。
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実験 2 は実験 1 と似ていますが、参加者は連続反応時間タスク (SRT) によって視覚的および聴覚的にキューされた 2 つの運動シーケンスを学習する点が異なります。
両方のシーケンスを学習した後、参加者は 2 時間昼寝しますが、今回はノンレム睡眠中に 2 つの聴覚シーケンスのうちの 1 つが再生されます。
両方のシーケンスのパフォーマンスは、介入直後 (再テスト 1) と 24 時間保持 (再テスト 2) で再評価されます。
PI は、タスクのパフォーマンスを評価するために使用され、再生されたシーケンスと再生されていないシーケンスを比較します。
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昼寝 + TMR 介入 (再テスト 1) 直後の最初の 4 ブロックと、介入直前の学習の最後の 4 ブロックとの間の PI の変化。
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実験 2、SRT シングル タスク: 保持
時間枠：24 時間の保持期間 (再テスト 2) 後の最初の 4 ブロックと、2 時間の NAP + TMR 介入直後の再テスト 1 の最後の 4 ブロックとの間の PI の変化。
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上記の主要アウトカム 3 で説明したものと同じ SRT タスクを、再テスト 1 の 24 時間後に再度繰り返し、運動記憶の統合に対する睡眠および TMR 関連の効果が長期的に保持されるかどうかを評価します。
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24 時間の保持期間 (再テスト 2) 後の最初の 4 ブロックと、2 時間の NAP + TMR 介入直後の再テスト 1 の最後の 4 ブロックとの間の PI の変化。
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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実験 1 - MSL デュアル タスク: オフライン統合
時間枠：2 時間の NAP または WAKE 介入 (再テスト 1) 直後の 4 ブロックのデュアルタスクと、介入前の学習中の 4 ブロックのデュアルタスクの間の PI の変化。
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上記の主要な結果 1 で説明したのと同じ MSL タスクが、学習時の追加の 4 ブロックと介入直後の 4 ブロック (再テスト 1) に対して実行されますが、今回は、参加者が形状カウント デュアル タスクを連続して実行します。
単一タスクの MSL 状態の間、参加者は画面の中央に固定クロスを表示し、シーケンスは固定クロスの上に表示されます。
MSL デュアル タスク状態の間、固視クロスは疑似ランダムに形状を変化させます (例:
"X" または "O") と参加者は、MSL を実行し続けながら、各ブロックで形状変化が発生した頻度をカウントするように指示されます。
デュアル タスク条件での参加者の応答は、各ブロックの後に記録されます。
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2 時間の NAP または WAKE 介入 (再テスト 1) 直後の 4 ブロックのデュアルタスクと、介入前の学習中の 4 ブロックのデュアルタスクの間の PI の変化。
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実験 1 - MSL デュアルタスク: リテンション
時間枠：24 時間の保持期間 (再テスト 2) 後のデュアル タスクの 4 ブロックと、2 時間の NAP または WAKE 介入直後の再テスト 1 でのデュアル タスクの 4 ブロックとの間の PI の変化。
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二次結果測定 1 で上記のデュアル タスクを使用した同じ MSL が、再テスト 1 の 24 時間後に再び繰り返されます。
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24 時間の保持期間 (再テスト 2) 後のデュアル タスクの 4 ブロックと、2 時間の NAP または WAKE 介入直後の再テスト 1 でのデュアル タスクの 4 ブロックとの間の PI の変化。
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実験 2 - SRT デュアル タスク: オフライン統合
時間枠：2 時間の NAP + TMR 介入 (再テスト 1) の直後に、デュアルタスクの 4 つのブロックにわたって評価されたシーケンス A と B の間の PI の差。
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上記の主要な結果 3 で説明したのと同じ SRT タスクが、介入 (再テスト 1) の直後に追加の 4 ブロックに対して実行されますが、今回は参加者が形状カウント デュアル タスクを連続して実行します。
単一タスクの SRT 状態の間、参加者は画面の中央に空の四角を表示します。
強調表示) 学習されているシーケンスの順序で 1 つずつ。
SRT デュアル タスク状態の間、同じ正方形が擬似ランダムに異なる形状で塗りつぶされます (例:
"X" または "O") と参加者は、SRT を実行し続けながら、各ブロックで形状変化が発生した頻度をカウントするように指示されます。
デュアル タスク条件での参加者の応答は、各ブロックの後に記録されます。
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2 時間の NAP + TMR 介入 (再テスト 1) の直後に、デュアルタスクの 4 つのブロックにわたって評価されたシーケンス A と B の間の PI の差。
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実験 2 - SRT デュアルタスク: リテンション
時間枠：24 時間の保持期間 (再テスト 2) 後、デュアルタスクの 4 つのブロックにわたって評価されたシーケンス A と B の間の PI の差。
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二次結果測定 7 で上記のデュアル タスクを使用した同じ SRT が、再テスト 1 の 24 時間後に再び繰り返されます。 主要な従属変数として PI を使用したすべての比較、および 3 次結果は、添付の統計分析計画に記載されています。 |
24 時間の保持期間 (再テスト 2) 後、デュアルタスクの 4 つのブロックにわたって評価されたシーケンス A と B の間の PI の差。
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協力者と研究者
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捜査官
- 主任研究者：Alice Nieuwboer, PhD、University of Leuven
出版物と役立つリンク
一般刊行物
- Nieuwboer A, Rochester L, Muncks L, Swinnen SP. Motor learning in Parkinson's disease: limitations and potential for rehabilitation. Parkinsonism Relat Disord. 2009 Dec;15 Suppl 3:S53-8. doi: 10.1016/S1353-8020(09)70781-3.
- King BR, Hoedlmoser K, Hirschauer F, Dolfen N, Albouy G. Sleeping on the motor engram: The multifaceted nature of sleep-related motor memory consolidation. Neurosci Biobehav Rev. 2017 Sep;80:1-22. doi: 10.1016/j.neubiorev.2017.04.026. Epub 2017 Apr 29.
- King BR, Saucier P, Albouy G, Fogel SM, Rumpf JJ, Klann J, Buccino G, Binkofski F, Classen J, Karni A, Doyon J. Cerebral Activation During Initial Motor Learning Forecasts Subsequent Sleep-Facilitated Memory Consolidation in Older Adults. Cereb Cortex. 2017 Feb 1;27(2):1588-1601. doi: 10.1093/cercor/bhv347.
- Terpening Z, Naismith S, Melehan K, Gittins C, Bolitho S, Lewis SJ. The contribution of nocturnal sleep to the consolidation of motor skill learning in healthy ageing and Parkinson's disease. J Sleep Res. 2013 Aug;22(4):398-405. doi: 10.1111/jsr.12028. Epub 2013 Feb 11.
- Diekelmann S, Biggel S, Rasch B, Born J. Offline consolidation of memory varies with time in slow wave sleep and can be accelerated by cuing memory reactivations. Neurobiol Learn Mem. 2012 Sep;98(2):103-11. doi: 10.1016/j.nlm.2012.07.002. Epub 2012 Jul 10.
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (予想される)
研究の完了 (予想される)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
本研究に関する用語
その他の研究ID番号
- S61792
- 838576 (その他の助成金/資金番号：European Commission Horizon 2020, MSCA)
- 2019-J4121350-212854 (その他の助成金/資金番号：King Baudouin Foundation Belgium)
個々の参加者データ (IPD) の計画
個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?
IPD プランの説明
IPD 共有時間枠
IPD 共有アクセス基準
IPD 共有サポート情報タイプ
- 研究プロトコル
- 統計分析計画 (SAP)
- 臨床試験報告書（CSR）
医薬品およびデバイス情報、研究文書
米国FDA規制医薬品の研究
米国FDA規制機器製品の研究
この情報は、Web サイト clinicaltrials.gov から変更なしで直接取得したものです。研究の詳細を変更、削除、または更新するリクエストがある場合は、register@clinicaltrials.gov。 までご連絡ください。 clinicaltrials.gov に変更が加えられるとすぐに、ウェブサイトでも自動的に更新されます。