PD における運動記憶統合のトリガー: 学習中の細かい運動タスクと脳活動の複雑な実践

この研究では、40 人の健康な高齢者と 40 人のパーキンソン病 (PD) 患者が含まれます。 サンプル サイズは、スワイプ スライド パターン (SSP) タスク (Nackaerts et al. 2020, Behav Brain Res) を使用したパイロット研究の結果と、複雑なタスク トレーニングに関する文献 (Lin et al. 2012, Neuroimage; Sidaway et al. 2016、J Mot Behav)。 パイロット研究では、STトレーニング後の保持時の移動時間は、シーケンススワイプで平均2.824秒±1.015秒であることが示されました。 文献に基づいて、保持時の DT と ST トレーニングの差は 13.5% であると想定しました。 重要なことは、PD 患者と HC における DT トレーニングから同様の利点があるという仮説を立てたことです。 β = 0.20 および α = 0.05 のサンプル サイズを使用して、因子間交互作用設計 (前後: 前後、前後: ST 対 DT) 内で繰り返し測定された ANOVA 分析を計算しました。 合計サンプル サイズは 62 人の参加者と推定され、ST トレーニングで 31 人、DT トレーニングで 31 人に分けられました。 30% のドロップアウト (研究から、またはデータ損失による) を考慮すると、ST トレーニングで 40 名、DT トレーニングで 40 名という結果になりました。 PD 患者と HC はトレーニング タイプ間で均等に分割され、40 人の PD 患者と 40 人の HC が ST または DT トレーニング アームに無作為に割り付けられます。 患者は、投薬サイクルのオフ段階、つまり最後の投薬から約 12 時間後に検査されます。

参加者は、まず自宅でインクルージョン セッションを受けます。 このセッションでは、彼らは広範な行動テスト バッテリーを受け、認知能力と運動能力を評価します。 患者は投薬段階のオフ段階でこのセッションを開始するため、朝の投薬を延期するよう求められます。 まず、運動障害協会統一パーキンソン病評価尺度 (MDS-UPDRS) およびクリンチ トークン トランスファー テスト (C3T) によって、運動能力が評価されます。 認知評価には、Mini-Mental State Examination (MMSE)、Montreal Cognitive Assessment (MoCA)、Trail Making Test (TMT) が含まれます。 さらに、タブレットのスキルは、新しく開発されたテスト バッテリーを使用して広範囲にテストされます。これには、シングルおよびデュアル タスク条件での 2 つのスポット間のタップ、単一方向へのスワイプ、ランダムな順序での複数方向へのスワイプのパフォーマンスが含まれます。 さらに、参加者がスマートフォンで事前に定義された電話番号を入力する必要がある携帯電話タスクが実行されます。 評価のこの部分には約 60 分かかります。 その後、患者は通常の薬を服用できるようになり、いくつかの質問票に記入されます。 これらには、歩行の新しい凍結アンケート（NFOG-Q）、非歩行凍結アンケート、器用さアンケート（DextQ-24）、モバイルデバイス習熟度アンケート（MDPQ-16）、スマートフォンとタブレットの使用に関する質問、および残りの部分が含まれますMDS-UPDRSの。 さらに、毎日のレボドパ用量が記録されます。 健康なコントロールは同様のプロトコルを受けますが、疾患固有の評価とアンケートは実行されません (つまり、 MDS-UPDRS、NFOG-Q、非歩行凍結アンケートおよび投薬量)。

含まれた後、参加者は放射線科に招待されます。 UZ ルーベン。 彼らは、fMRI を使用して血行動態反応を測定しながら、MRI 対応タブレットで SSP タスクをトレーニングします。 トレーニングには、無作為化に応じて ST または DT として、7 分 50 秒の 2 回の実行が含まれます。 SSP タスクは、スマートフォンやタブレットのロックを解除するために行わなければならない指の動き、またはスマートフォンのキーボードを使用して単語をすばやく形成するために使用できる軌跡に基づいています。 このテスト中、参加者はさまざまな事前定義されたパターンを作成する必要があります。 認知負荷を軽減するために、パターンは画面の上隅の 1 つに表示されます。 タスク中、参加者は自分が描いている線を見ることができます。 すべてのパターンは 9 つの円のうちの 1 つから始まり、同じ長さの動きで構成されます。 参加者は、オンライン トレースを維持するために、指のスタイラスを画面から完全に持ち上げずに手を動かすよう求められます。 さらに、参加者は、パターンが完了したら、固定された開始点に戻るように指示されます。 二次タスクは、タスクの実行中に周辺ビューで点灯する赤または緑のライトの数を数えることで構成されます。 タッチセンシティブ タブレットの MRI 互換バージョンが使用されます。 参加者は、ヘッドコイルの上部に内蔵されたミラーを使用して、タブレット上のペンの軌跡を見ることができます。 タスクベースの fMRI に加えて、高解像度の T1 強調解剖学的スキャンと拡散強調画像が実行されます。 トレーニングの前後に、SSP タスクでの ST と DT のパフォーマンスは、学習を避けるために別のパターンを使用して、スキャナーの外部で評価されます。 参加者は、携帯電話タスクと 2 つのスポット間のタッピング テストも実行します。 さらに、参加者は、Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS) および Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI) に記入します。

2 日目から 5 日目まで、参加者は自宅で SSP タスクの練習を続けます。 このため、参加者は毎朝タブレットで SSP タスクを実行するように求められます。患者の場合、これは通常の薬を服用する直前になります。 これらのトレーニング セッションは 10 分間に制限され、1 日目に学習したパターンと、バリエーションを可能にする 2 つの新しいパターンが含まれます。 パターンはランダムな順序で提供されます。これは、ランダムな練習が健康な高齢者と PD 患者の両方で保持と移行を改善できることが研究で示されているためです。 5 日目に、研究者は参加者の家に行き、SSP タスクのシングルおよびデュアル タスク バージョンを含む即時保持テストを実行します。 6 日目と 7 日目は、参加者は保持期間を考慮して練習を行いません。 8 日目に、すべての参加者は、ST または DT モードのいずれかで 2 つの実行で構成される (遅延) 保持/転送スキャンを行います。(i) 学習したパターンを含む実行。 (ii) 転送を評価するための新しいパターンを含む実行。 繰り返しになりますが、SSP タスクでの ST と DT のパフォーマンスは、学習を避けるために別のパターンを使用して、スキャナーの外部で評価されます。 参加者は、携帯電話タスクと 2 つのスポット間のタッピング テストも実行します。 スキャン自体の間の頭の動きを最小限に抑えるために、これらの問題に対応するための真空固定枕が使用されます。