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トレーニング後の睡眠が脳損傷者の運動能力の学習にどのように影響するかを調査

2021年3月18日 更新者：Kessler Foundation

脳損傷後の運動学習の睡眠依存性増強に関連する神経機構の調査

研究によると、昼寝の形であっても、運動学習タスクのトレーニング期間後に一定期間の睡眠をとることで、その後のパフォーマンスを、起きている時間と休息した時間と同じ時間を超えて向上させることができます。 このパフォーマンスの飛躍は、追加の練習がない睡眠中に発生するため、「オフライン」運動学習と呼ばれています。 運動学習は、日常生活のさまざまな活動を再学習する必要がある可能性がある外傷性脳損傷 (TBI) の後に患者が受ける理学療法および作業療法の不可欠な部分です。 対象を絞った運動技能には、着替え（ジャケットのジッパーの閉め方やシャツのボタンの付け方を学ぶ）、フォークとナイフを使った食事、テクノロジーの使用（携帯電話のタッチ スクリーンのタップ、コンピューターの入力）などがあります。 しかし、リハビリテーション療法における運動学習を最大化するための治療ツールとしての戦略的な昼寝の形での睡眠の可能性は、完全には実現されていません。 さらに、健康な個人を対象とした研究が増え続けており、トレーニング後に睡眠をとった人は、同じ時間起きていた人に比べて、パフォーマンスの向上に関連する脳の変化の証拠が示されています。 「オフライン」運動学習の神経メカニズムは、TBI 患者の間で研究されていません。 機能的な神経画像と脳波の測定を使用して、現在の研究では、TBI を持つ個人の運動学習のこの睡眠関連の強化の根底にあるメカニズムを調べ、脳の生理学が効果の大きさにどのように影響するかを判断します。 この治療法がどのように機能するかを理解し、その有効性を調節する要因を特定することで、TBI 後の運動学習を改善するためのトレーニング後の昼寝が最も効果的である可能性が高い人を特定できます。 これにより、単純だが強力な行動介入の有効性を最大化できる、より人中心のアプローチを治療提供に提供できます。

調査の概要

状態

募集

条件

介入・治療

詳細な説明

手続き記憶は、外傷性脳損傷 (TBI) 後のリハビリテーションの有効性にとって非常に重要です。 具体的には、リハビリテーション中に、TBI の人は、機能的転帰を改善するために、日常生活の活動に関連する多くの運動技能を再学習する必要があります。 脳損傷後の神経可塑性に関する新たな研究により、運動学習の原理と、それらがニューロリハビリテーションで行われるトレーニングとどのように相互作用するかについての理解が深まり始めています。

健康な人の手続き学習における睡眠の重要性を示す強力な証拠があります。 睡眠と手続き学習に関するこの一連の研究の中には、睡眠に依存する神経可塑性を示す実質的な証拠があります。 運動学習タスクで訓練を受けた参加者は、予想どおり、訓練期間にわたって改善を示しています。 ただし、一定期間の睡眠後に再テストすると、同等の時間覚醒後に再テストした場合よりもパフォーマンスが大幅に向上します。 追加の練習試行がない場合に学習した運動能力が実際に向上するということは、一定期間の訓練後に日中の昼寝を取り入れることで、運動能力の習得に必要な時間を短縮できることを示唆しています。 これらの調査結果の意味は、運動学習が理学療法や作業療法の主要な焦点となる可能性がある脳損傷のリハビリテーションに適用された場合、画期的なものになる可能性があります。 脳卒中後の高齢者の手続き記憶とリハビリテーションの進行に睡眠がプラスの影響を与えるという証拠があり、研究者は、獲得した脳損傷サンプルの運動学習に対するトレーニング後の昼寝の実質的なプラスの効果を示すパイロットデータを持っています. ただし、外傷性脳損傷後のこのプロセスに関与する神経メカニズムはあまり理解されていません。

健康な個人の間では、睡眠が運動学習に及ぼす影響を定量化できる神経バイオマーカーを調べる研究が数多くあります。 研究によると、トレーニング後の睡眠生理機能と神経活性化の変化は、介入後のテストでの改善の程度と相関することが報告されています。 研究によると、60 ～ 90 分の昼寝の後、パフォーマンスの速度が向上し、向上の程度は、ステージ 2 の非急速眼球運動 (NREM) 睡眠の持続時間と関連していました。 ステージ 2 ノンレム睡眠とのこの関係は、20 分間の昼寝後にも示されています。 さらに、線条体の神経活性化の変化は、起きているときよりもトレーニング後に眠っているときの方が顕著であることがわかっています。 トレーニングと再テストの間に夜の睡眠が発生した別の研究では、線条体活動の変化は、運動学習タスクのパフォーマンスの向上と相関していました. この研究では、トレーニング期間後の睡眠中の EEG 変化の証拠も示されました。これは、ステージ 2 ノンレム睡眠に関連する波形です。

私たちの予備調査結果では、後天性脳損傷患者の昼寝後のオフライン運動学習の証拠が示されていますが、TBI患者のこの反応を促進する作用機序に関する研究は不足しています. 神経生理学とその効果の大きさへの影響をよりよく理解することは、この行動介入からどの個人が恩恵を受ける可能性があるかを判断する上で重要なステップです.

特定の目的 1-行動介入: コミュニティに住む TBI 患者のサンプルで、昼寝後の運動シーケンス学習タスクが、起きて休んでいる同等の時間と比較して大幅に改善されることを示します。 この目的は、効果の大きさに寄与する人口統計学的および損傷特性の観点からの個人差も調査します。

仮説 1. 運動シーケンス学習タスクのトレーニング期間後に仮眠をとった個人は、トレーニングの終了から昼寝後の再テストまで、速度と精度が大幅に向上することが示されます。

リサーチクエスチョン1. 効果の大きさは、人口統計学的要因および損傷の特徴とどのように相関していますか? 特定の目的 2-機能的ニューロ イメージング: 機能的 MRI を使用した運動シーケンス学習タスクのトレーニング後に仮眠を与えられた TBI 患者のオフライン運動学習の神経相関を、同等の期間を受けた対照群と比較して調べること起きた。

仮説 2. 昼寝グループの個人は、起きていて休んでいるグループと比較して、線条体と運動皮質内の活性化においてより顕著な変化を示します。

特定の目的 3-睡眠生理学: トレーニング後の仮眠期間中に発生するパフォーマンスの向上 (ステージ 2 の持続時間と紡錘体活動の程度) に関連するステージ 2 睡眠の側面を調べること。

仮説3a。 昼寝グループの参加者の間では、改善の程度とステージ 2 の睡眠時間との間に有意な正の相関があります。

仮説3b。 昼寝グループの参加者の間では、改善の程度と睡眠紡錘体の密度との間に有意な正の相関関係があります。

研究の種類

介入

入学 (予想される)

40

段階

  • 適用できない

連絡先と場所

このセクションには、調査を実施する担当者の連絡先の詳細と、この調査が実施されている場所に関する情報が記載されています。

研究連絡先

研究連絡先のバックアップ

研究場所

  • アメリカ
    • New Jersey
      • East Hanover、New Jersey、アメリカ、07936
        • 募集
        • Kessler Foundation
        • コンタクト：
        • コンタクト：
        • 主任研究者：
          • Anthony Lequerica, Ph.D.
        • 副調査官：
          • Ekaterina Dobryakova, Ph.D.
        • 副調査官：
          • Nancy Chiaravalloti, Ph.D.

参加基準

研究者は、適格基準と呼ばれる特定の説明に適合する人を探します。これらの基準のいくつかの例は、人の一般的な健康状態または以前の治療です。

適格基準

就学可能な年齢

18年～65年 (アダルト、OLDER_ADULT)

健康ボランティアの受け入れ

いいえ

受講資格のある性別

全て

説明

包含基準:

  • 私は 18 歳から 65 歳の間です
  • 私は中等度から重度の外傷性脳損傷の診断を受けています
  • 受傷から少なくとも 1 年は経過しています
  • 私は習慣的に昼寝をします (少なくとも週に 1 回は昼寝をします)、または薄暗い部屋で快適なリクライニングチェアで眠ることができます
  • 私は右利きです
  • 英語を流暢に読み、話すことができる

除外基準:

  • 妊娠しています
  • 以前に脳卒中または神経疾患を患ったことがある
  • 私は重大な精神疾患の病歴があります
  • 同じ手の親指にそれぞれの指を触れさせて、細かい運動の動きを示すことができない
  • ドーパミンの薬を飲んでいます。
  • 重大なアルコールまたは薬物乱用歴があります
  • 私の視力は損なわれています - 最悪の目で 20/60 以上
  • 楽器の演奏経験がある
  • 医師から、定期的な MRI を受けるのは安全ではないと言われました
  • チタン以外の金属が体内にある、または体内に MRI でじっとしていられない何かがある
  • 私は運動障害を患っており、MRI でじっとしていられません

研究計画

このセクションでは、研究がどのように設計され、研究が何を測定しているかなど、研究計画の詳細を提供します。

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：BASIC_SCIENCE
  • 割り当て：ランダム化
  • 介入モデル：平行
  • マスキング：なし

武器と介入

参加者グループ / アーム
介入・治療
実験的：昼寝グループ
このグループは、2 つのスキャン手順の間に仮眠を取ります。
他の：昼寝
スキャン手順の間に 45 分間の仮眠
NO_INTERVENTION：昼寝禁止グループ
このグループは、2 つのスキャン手順の間に昼寝をせず、45 分間静かに映画を鑑賞します。

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
タスクパフォ​​ーマンスゲインのタップ
時間枠：研究完了まで、平均2年
学習試行と介入後の再テスト試行の 30 秒間隔での正しいタッピング シーケンスの数は、参加者ごとに計算されます。 タッピング タスク パフォーマンス ゲインは、再テスト試行の最初のブロック内の正しいシーケンスの平均から減算された、学習試行の最終ブロック内の正しいシーケンスの平均として運用上定義されます。 共分散分析は、タッピング タスク パフォーマンス ゲインを独立変数とし、治療群 (昼寝 vs. 休息) を従属変数として実行されます。 年齢と学習能力の共変量 (学習試行の最初と最後のブロックの正しいシーケンスの平均値の差として計算) がモデルに入力されます。
研究完了まで、平均2年
大胆なシグナルチェンジ
時間枠：研究完了まで、平均2年
昼寝グループと休憩グループに関連付けられたベータ重み。
研究完了まで、平均2年
スリープスピンドル数
時間枠：研究完了まで、平均2年
45 分間の仮眠の間に Sleep Profiler によって生成された EEG 出力の睡眠紡錘体の数がカウントされます。 ピアソン相関を使用して、昼寝グループ内のパフォーマンスの向上と睡眠紡錘体の数との関係を調べます。
研究完了まで、平均2年

協力者と研究者

ここでは、この調査に関係する人々や組織を見つけることができます。

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Kessler Foundation

出版物と役立つリンク

研究に関する情報を入力する責任者は、自発的にこれらの出版物を提供します。これらは、研究に関連するあらゆるものに関するものである可能性があります。

一般刊行物

研究記録日

これらの日付は、ClinicalTrials.gov への研究記録と要約結果の提出の進捗状況を追跡します。研究記録と報告された結果は、国立医学図書館 (NLM) によって審査され、公開 Web サイトに掲載される前に、特定の品質管理基準を満たしていることが確認されます。

主要日程の研究

研究開始 (実際)

2020年2月18日

一次修了 (予期された)

2022年3月31日

研究の完了 (予期された)

2022年3月31日

試験登録日

最初に提出

2019年12月5日

QC基準を満たした最初の提出物

2021年3月18日

最初の投稿 (実際)

2021年3月23日

学習記録の更新

投稿された最後の更新 (実際)

2021年3月23日

QC基準を満たした最後の更新が送信されました

2021年3月18日

最終確認日

2021年3月1日

詳しくは

本研究に関する用語

キーワード

追加の関連 MeSH 用語

その他の研究ID番号

  • R-1061-19

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?

いいえ

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

いいえ

米国FDA規制機器製品の研究

いいえ

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