Oefening en leren en geheugen bij multiple sclerose

De voorgestelde studie omvat een enkelblinde, gerandomiseerde gecontroleerde fase I-studie (RCT) naar de effecten van looptraining op de loopband onder toezicht op leren en geheugen, structuur/functie van de hippocampus en cardiorespiratoire fitnessresultaten bij volledig ambulante (d.w.z. EDSS ≤ 4,0). ) personen met multiple sclerose (MS) die stoornissen hebben in het leren van nieuwe informatie. Deze studie vergelijkt de effecten van 3 maanden gesuperviseerde, progressieve (zowel intensiteit als duur) chronische looptraining op de loopband (ontworpen op basis van pilotwerk [Sandroff et al., 2015; 2016a; 2016b] en American College of Sports Medicine (ACSM)) richtlijnen) met die van een actieve controleconditie (d.w.z. stretching-and-toning-activiteiten) op leren en geheugen, hippocampusvolume en functionele connectiviteit in rusttoestand, en cardiorespiratoire fitheid. Leren en geheugen vertegenwoordigen het primaire resultaat, terwijl hippocampusvolume en functionele connectiviteit in rusttoestand en cardiorespiratoire fitheid de secundaire resultaten vertegenwoordigen. Een dergelijk onderzoek zal het eerste Klasse I-bewijs leveren voor de effecten van looptraining op de loopband op die resultaten bij MS.

Tijdens de basislijn zullen de deelnemers eerst een reeks neuropsychologische tests voltooien, gevolgd door een incrementele inspanningstest tot uitputting op een motoraangedreven loopband om de cardiorespiratoire conditie te meten, en ondergaan ze een MRI-scan. Die uitkomsten zullen worden gemeten door beoordelaars die blind zijn voor de conditie. Deelnemers zullen verschillende neuropsychologische tests ondergaan die verschillende aspecten van leren en geheugen behandelen. Deze tests omvatten de California Verbal Learning Test-2 [Delis et al., 2000] en Selective Reminding Task [Buschke & Fuld, 1974] als metingen van verbaal leren en geheugen, en de Brief Visuospatial Memory Test-Revised [Benedict, 1997] en 10/36 Spatial Recall Test [Rao et al., 1984] als metingen van visueel-ruimtelijk leren en geheugen. Cognitieve verwerkingssnelheid zal worden gemeten met behulp van de Symbol Digit Modalities Test [Smith, 1982], verbale vloeiendheid zal worden gemeten met behulp van de Controlled Oral Word Association Test [Benton, 1994], en executieve controle (d.w.z. remmende controle) zal worden gemeten met behulp van een gewijzigde flankertaak [Eriksen & Eriksen, 1974]. Cardiorespiratoire fitheid zal worden gemeten als piekzuurstofverbruik (VO2peak), met behulp van een incrementele inspanningstest tot uitputting op een motoraangedreven loopband en een spirometriesysteem met open circuit (ParvoMedics True One 2400, Sandy, UT) voor het analyseren van uitgeademde gassen met behulp van een aangepast Balke-protocol. Dit protocol wordt vaak gebruikt voor het meten van de cardiorespiratoire conditie bij oudere volwassenen [bijv. Colcombe et al., 2004] en personen met een chronische beroerte [bijv. Macko et al., 1997] en is verder in overeenstemming met de ACSM-richtlijnen voor inspanningstesten van MS-patiënten [ACSM, 2013]. Ten slotte ondergaan de deelnemers structurele en rusttoestand functionele connectiviteit magnetische resonantiebeelden van de hippocampus. Het MR-instrument dat zal worden gebruikt, is een door de FDA goedgekeurde Siemens 3 T klinische beeldvormer. Na de basislijntests worden de deelnemers willekeurig toegewezen aan ofwel de oefeningstraining ofwel de actieve-controleconditie met behulp van verhulling. Deelnemers zullen verder blind zijn voor de conditie (d.w.z. niet wetende dat de trainingsconditie voor looptraining op de loopband de experimentele conditie vertegenwoordigt en de stretching-and-toning-conditie de actieve controleconditie vertegenwoordigt).

De oefentraining omvat 3 maanden gesuperviseerde, progressieve lichte, matige en krachtige looptraining op de loopband en is gebaseerd op de ACSM-richtlijnen voor het voorschrijven van oefeningen [ACSM, 2013]. We hebben looptraining op de loopband geselecteerd als de aerobe trainingsmodaliteit op basis van proefwerk dat suggereert dat lopen op de loopband grotere gunstige effecten op de cognitie zou kunnen hebben in vergelijking met stationair fietsen [Sandroff et al., 2015], en dat dergelijke voordelen zich voordoen bij lichte, matige en krachtige looptraining op de loopband [Sandroff et al., 2016]. De oefentraining zelf vindt 3 keer per week plaats gedurende 3 maanden, onder leiding van getrainde oefenleiders, en zal in eerste instantie bestaan ​​uit 15 minuten lichte tot matige intensiteit looptraining op de loopband en uiteindelijk oplopen tot 40 minuten intensieve training per maand 3. De stretching- en toning-activiteiten zullen worden opgenomen als een minimale oefening, actieve controleconditie. De controleconditie wordt geleverd met dezelfde frequentie en duur als de conditie voor looptraining op de loopband. De rek- en verstevigingsactiviteiten zullen gebaseerd zijn op een handleiding van de National Multiple Sclerosis Society, en de rek- en verstevigingsactiviteiten zullen geleidelijk worden opgenomen in de loop van de studieperiode van 3 maanden. Deelnemers wordt verder gevraagd om geen extra lichaamsbeweging te ondernemen (d.w.z. niet lid te worden van een sportschool en beginnen met trainen) gedurende de duur van het onderzoek. De cognitieve, cardiorespiratoire fitheid en MRI-uitkomsten zullen na de studieperiode van 3 maanden opnieuw worden beoordeeld door beoordelaars die blind zijn voor de aandoening.

De gegevens zullen worden geanalyseerd met behulp van mixed-factor ANOVA met tijd (pre- en post-) als een factor binnen de proefpersoon en conditie (oefening of controle) als een factor tussen de proefpersonen op leer- en geheugen-, hippocampus- en cardiorespiratoire fitnessresultaten ( zie Specifieke doelstellingen/hypothesen 1 en 2 in de secties Primaire onderzoeksdoelstellingen en onderzoekshypothesen). Effectgroottes zullen worden uitgedrukt als partieel eta-kwadraat (ηp2) en Cohen's d [Cohen, 1988]. Spearman's rho-rangordecorrelaties (ρ) zullen worden uitgevoerd voor de verbanden tussen veranderingen in cardiorespiratoire fitheid, structuur/functie van de hippocampus, en leren en geheugen voor degenen die de trainingsconditie voor looptraining op de loopband hebben ondergaan (zie Specifieke doelen/hypothesen 3 en 4 in de secties Secundaire leerdoelen en studiehypothese). De effectgroottes van de interactietermen van de ANOVA's en correlaties zullen dienen als effectgroottes voor de daaropvolgende poweranalyses die nodig zijn voor een volgende Fase II RCT.