Activering van motorische geheugenconsolidatie bij PD: complexe praktijk van fijne motorische taken en hersenactiviteit tijdens leren

Voor deze studie zullen 40 gezonde ouderen en 40 patiënten met de ziekte van Parkinson (PD) worden geïncludeerd. De steekproefomvang werd berekend door de resultaten van een pilootstudie met behulp van de Swipe-Slide Pattern (SSP)-taak (Nackaerts et al. 2020, Behav Brain Res) en literatuur over complexe taaktraining (Lin et al. 2012, Neuroimage; Sidaway et al. 2016, J Mot Gedrag). De pilotstudie toonde aan dat de bewegingstijd bij retentie, na ST-training, gemiddeld 2.824s ± 1.015 was voor sequentieveegbewegingen. Op basis van de literatuur gingen we uit van een verschil van 13,5% tussen DT- en ST-training bij retentie. Belangrijk is dat we een vergelijkbaar voordeel veronderstelden van DT-training bij PD-patiënten en HC. Met behulp van een β = 0,20 en α = 0,05 werd de steekproefomvang berekend voor een herhaalde gemeten ANOVA-analyse met een binnen-tussen-factorinteractieontwerp (binnen: pre vs post vs retentie; tussen: ST vs DT). De totale steekproefomvang werd geschat op 62 deelnemers, verdeeld over 31 in ST-training en 31 in DT-training. Rekening houdend met een uitval van 30% (hetzij uit de studie, hetzij door gegevensverlies), resulteerde dit in 40 proefpersonen in ST-training en 40 in DT-training. PD-patiënten en HC worden gelijk verdeeld over trainingstypes, wat resulteert in 40 PD-patiënten en 40 HC die willekeurig worden toegewezen aan een ST- of DT-trainingsarm. Patiënten worden getest tijdens de OFF-fase van de medicatiecyclus, d.w.z. ongeveer 12 uur na de laatste medicatie-inname.

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 minuten en 50 seconden, hetzij als ST of DT, afhankelijk van randomisatie. 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. De secundaire taak bestaat uit het tellen van het aantal rode of groene lampjes dat in het perifere zicht brandt tijdens het uitvoeren van de taak. 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 training worden de ST- en DT-prestaties op de SSP-taak buiten de scanner beoordeeld, met een ander patroon om leren te voorkomen. Deelnemers zullen ook de mobiele telefoontaak uitvoeren en de test 'tikken tussen twee plekken' uitvoeren. 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 in ST- of DT-modus: (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.