Effekten av trening på øyeblinkkondisjonering ved spinocerebellar ataksier

Spinocerebellare ataksier er en gruppe lidelser som forårsaker alvorlig funksjonshemming på grunn av progressiv inkoordinasjon. Uten FDA-godkjente medisiner er det et kritisk behov for å finne effektive behandlinger. Forskerteamet har vist at aerobic trening med høy intensitet, definert som 30-minutters treningsøkter, 5 ganger per uke ved over 80 % maksimal hjertefrekvens, er en potensiell behandling som forårsaker klinisk signifikante forbedringer i ataksisymptomer etter 6 måneder sammenlignet med hjemmebalanse. opplæring. Det er imidlertid uklart om aerob trening induserer nevroplastiske endringer i den skadede lillehjernen for å forbedre motorisk læring, eller om forbedringer først og fremst skyldes økt benstyrke og utholdenhet som bidrar til å kompensere for balanseunderskudd.

For å undersøke effekten av aerob trening på cerebellar-avhengig motorisk læring, foreslår forskergruppen å bruke øyeblinkkondisjonering. I dette paradigmet brukes en ubetinget stimulus, for eksempel et lysglimt, for å fremkalle et refleksivt blink. Når en nøytral betinget stimulus, for eksempel en tone, pares gjentatte ganger med lysglimt, lærer individer å blinke med øynene som svar på tonen (betinget respons). Størrelsen på læringen måles av prosentandelen av forsøk som resulterer i en betinget respons eller den gjennomsnittlige endringen i betinget responsamplitude. Dessverre blir øyeblinkkondisjonering ikke ofte brukt i kliniske studier på grunn av de høye kostnadene, omfattende programmerings- og datahåndteringsferdighetene som trengs for å tolke data, og behovet for flere personlige besøk for å fastslå omfanget av læring.

I et forsøk på å overvinne disse barrierene utviklet forskerteamets samarbeidspartnere nylig iBlink, en applikasjon for smarttelefonen som kan teste øyeblinkkondisjonering eksternt. Denne applikasjonen er lavpris, enkel for deltakerne å bruke hjemme, og produserer enkelt tolkbare data. Videre har forskerteamet vist at iBlink kan brukes til å bestemme endringer i øyeblinkkondisjonering på grunn av aerob trening hos friske individer. Derfor vil målet med denne pilotstudien være å bruke iBlink-applikasjonen til å studere effekten av trening på øyeblinkkondisjonering som en proxy for motorisk læring ved spinocerebellar ataksier.

Mål 1) Å finne ut om individer med spinocerebellar ataksier har underskudd i øyeblinkkondisjonering ved bruk av iBlink. Tidligere studier indikerer at personer med spinocerebellar ataksi 3, 6 og Fredrichs ataksi har nedsatt øyeblinkkondisjonering, men det er uklart om dette er sant for andre ataksityper. Dermed vil etterforskerne rekruttere individer med en rekke typer spinocerebellar ataksi og sammenligne øyeblinkkondisjonering med alder og kjønnsmatchede sunne kontroller (grunnlinjetilstand). Forskerne antar at alle deltakere med spinocerebellar ataksi vil ha nedsatt øyeblinkkondisjonering sammenlignet med friske kontroller, men deltakere med spinocerebellar ataksityper som forårsaker oculomotoriske defekter vil ha mer svekkelse enn individer med andre ataksityper.

Mål 2) Innvirkning av akutt aerob trening på øyeblinkkondisjonering ved spinocerebellare ataksier. Akutt aerob trening øker den betingede responsraten hos friske individer, og denne forbedringen er større hos fysisk aktive individer sammenlignet med stillesittende personer. For denne studien vil deltakere med spinocerebellar ataksi bli klassifisert som stillesittende eller fysisk aktive ved å bruke Global Physical Activity Questionnaire. Deretter vil deltakerne bli bedt om å utføre 30 minutter med akutt aerobic trening med moderat intensitet (~75 % makspuls) i 5 påfølgende dager. Umiddelbart etter hver trening vil deltakerne bruke iBlink og resultatene vil bli sammenlignet med baseline-tilstanden (Mål 1). Etterforskerne antar at alle deltakere med ataksi vil ha forbedring i øyeblinkkondisjonering (økt gjennomsnittlig endring i betinget responsamplitude) etter akutt aerob trening, men de som er mer fysisk aktive vil ha mer forbedring med trening.

Mål 3) Påvirkning av langvarig aerob trening på øyeblinkkondisjonering ved spinocerebellare ataksier. Deltakerne vil bli randomisert til enten hjemmebalanse eller aerobic trening i 6 måneder. Deltakerne vil gjennomgå øyeblinkbehandling ved å bruke iBlink ved baseline, 3-, 6- og 9-måneder. Ataksisymptomer vil også bli bestemt ved å bruke den eksterne videoskalaen for vurdering og vurdering av ataksi (SARAhome) ved hver vurdering. Etterforskerne antar at individer i den aerobe gruppen vil ha forbedret øyeblinkkondisjonering sammenlignet med balansetreningsgruppen. Videre forventer etterforskerne at forbedringer i SARA-score vil korrelere med forbedringer i øyeblinkkondisjonering, noe som støtter at den aerobe treningen induserer nevroplastiske endringer i lillehjernen.

Klinisk betydning: Aerob trening viser løfte som en behandling for spinocerebellar ataksier, men mekanismen for forbedring er uklar. Denne studien tar for seg om aerob trening kan forbedre motorisk læring hos personer med cerebellar degenerasjon. Det vil også bidra til å validere bruken av iBlink-applikasjonen som en enkel, rimelig og ekstern måte å teste øyeblinkkondisjonering på. Dermed kan øyeblinkkondisjonering lettere brukes til å overvåke spinocerebellare ataksier eller brukes som et resultatmål i fremtidige kliniske studier.