Motorisch leren bij de ziekte van Parkinson: onderliggende effectieve connectiviteit en invloedrijke factoren

Voor deze studie zullen 25 gezonde controles, 25 vroege patiënten en 25 patiënten in het middenstadium worden opgenomen. De steekproefomvang werd voorspeld door een poweranalyse op basis van onze eigen pilotstudie en de studie van Dan et al., met een β=0,20, α=0,05. De gemiddelde bewegingstijd na de eerste 18 blokken van de SSP-taak was beschikbaar voor gezonde controles en PD-patiënten in het middenstadium en voorspeld voor patiënten in een vroeg stadium. Om mogelijke studie-uitval of dataverlies tegen te gaan, zijn de aanwervingscijfers minstens 30% hoger dan die uit de poweranalyse. Patiënten worden getest tijdens de OFF-fase van de medicatiecyclus, d.w.z. ongeveer 12 uur na de laatste medicatie-inname. Het onderscheid tussen patiënten in het begin- en middenstadium is gebaseerd op een gecombineerd criterium van ziekteduur en items voor de bovenste ledematen van de MDS-UPDRS-III (terwijl er geen medicatie is). Patiënten worden als vroeg beschouwd wanneer er ≤ 2 jaar zijn verstreken sinds de eerste symptomen opdoken (merk op dat dit geen jaren zijn sinds de diagnose) in combinatie met een maximale score van 2 op elk van de MDS-UPDRS-III-items van de bovenste ledematen. Patiënten worden als middenstadium beschouwd wanneer aan een van deze criteria niet wordt voldaan.

Deelnemers ondergaan eerst thuis een inclusiesessie. Tijdens deze sessie ondergaan ze een uitgebreide gedragstestbatterij, waarbij cognitieve en motorische vaardigheden worden beoordeeld. Patiënten starten deze sessie in de OFF-fase van de medicatiefase en zullen daarom gevraagd worden hun ochtendmedicatie uit te stellen. Eerst worden motorische vaardigheden beoordeeld door middel van de Movement Disorders Society Unified Parkinson's Disease Rating Scale (MDS-UPDRS) en Clinch token transfer test (C3T). Cognitieve beoordeling omvat de Mini-Mental State Examination (MMSE), Montreal Cognitive Assessment (MoCA) en Trail Making Test (TMT). Daarnaast zullen de tabletvaardigheden uitgebreid worden getest met behulp van een nieuw ontwikkelde testbatterij, waaronder de prestaties van tikken tussen twee punten, vegen in één richting en vegen in meerdere richtingen in willekeurige volgorde, in enkele en dubbele taakomstandigheden. Daarnaast wordt er een mobiele-telefoontaak uitgevoerd waarbij deelnemers een vooraf gedefinieerd telefoonnummer op een smartphone moeten typen. Dit deel van het assessment duurt ongeveer 60 minuten. Daarna kunnen patiënten hun reguliere medicatie innemen en worden er een aantal vragenlijsten ingevuld. Deze omvatten de New Freezing Of Gait Questionnaire (NFOG-Q), de non-gait freezing vragenlijst, de Behendigheidsvragenlijst (DextQ-24), de Mobile Device Proficiency Questionnaire (MDPQ-16), vragen over smartphone- en tabletgebruik en overige onderdelen van de MDS-UPDRS. Bovendien zullen de dagelijkse doses levodopa worden geregistreerd. Gezonde controles zullen een soortgelijk protocol ondergaan, hoewel ziektespecifieke beoordelingen en vragenlijsten niet zullen worden uitgevoerd (d.w.z. MDS-UPDRS, NFOG-Q, non-gait freezing vragenlijst en medicatie-inname).

Na opname worden deelnemers uitgenodigd op de afdeling radiologie. UZLeuven. Ze trainen de SSP-taak op een MRI-compatibele tablet, terwijl hun hemodynamische respons wordt gemeten met fMRI. De training omvat twee runs van 7 min 50 s. De SSP-taak is gebaseerd op de vingerbewegingen die moeten worden gemaakt om smartphones of tablets te ontgrendelen of het traject dat kan worden gebruikt om snel woorden te vormen met behulp van een toetsenbord op een smartphone. Tijdens deze test zullen deelnemers verschillende vooraf gedefinieerde patronen moeten maken. Om de cognitieve belasting te verminderen, zal het patroon zichtbaar zijn in een van de bovenhoeken van het scherm. Tijdens de taak kunnen de deelnemers de lijnen zien die ze trekken. Elk patroon begint in een van de negen cirkels en bestaat uit even lange bewegingen. Deelnemers wordt gevraagd om de hand te bewegen zonder de stylus van de vinger volledig van het scherm te halen om het online spoor te behouden. Daarnaast krijgen deelnemers de instructie om terug te keren naar een vast startpunt als het patroon voltooid is. Er zal een MRI-compatibele versie van de aanraakgevoelige tablet worden gebruikt. Deelnemers zien het spoor van hun pen op de tablet door middel van een ingebouwde spiegel bovenop de hoofdspoel. Naast de taakgebaseerde fMRI zullen een T1-gewogen anatomische scan met hoge resolutie en diffusiegewogen beeldvorming worden uitgevoerd. Voor en na de scan voeren deelnemers de mobiele telefoontaak uit, een single- en dual-task-versie van de SSP (om automatisering te testen) en de tapping between two spots-test buiten de scanner. Daarnaast vullen de deelnemers de Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS) en de Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI) in.

Van dag 2 tot en met 5 oefenen de deelnemers de SSP-taak thuis verder. Hiervoor wordt deelnemers gevraagd elke ochtend de SSP-taak op een tablet uit te voeren, voor patiënten is dit vlak voordat ze hun reguliere medicatie innemen. Deze trainingen zijn beperkt tot 10 minuten en bevatten het patroon dat op dag 1 is geleerd, evenals twee nieuwe patronen om variatie mogelijk te maken. De patronen worden in willekeurige volgorde aangeboden, omdat uit onderzoek is gebleken dat willekeurig oefenen de retentie en overdracht kan verbeteren bij zowel gezonde oudere volwassenen als patiënten met de ziekte van Parkinson. Op dag 5 gaat de onderzoeker naar het huis van de deelnemers en voert direct een retentietest uit, met de enkel- en dubbeltaakversie van de SSP-taak. Op dag 6 en 7 wordt er niet geoefend i.v.m. een retentieperiode. Op dag 8 krijgen alle deelnemers een (vertraagde) retentie-/transferscan, bestaande uit twee runs: (i) een run met het aangeleerde patroon; en (ii) een run met een nieuw patroon om de transfer te beoordelen. Nogmaals, ST- en DT-prestaties op de SSP-taak zullen buiten de scanner worden beoordeeld, waarbij een ander patroon wordt gebruikt om leren te voorkomen. Deelnemers zullen ook de mobiele telefoontaak uitvoeren en de test 'tikken tussen twee plekken' uitvoeren. Om hoofdbewegingen tijdens de scan zelf te minimaliseren, wordt een vacuümfixatiekussen gebruikt om deze problemen op te vangen.