Wyzwalanie konsolidacji pamięci motorycznej w PD: złożona praktyka precyzyjnych zadań motorycznych i aktywności mózgu podczas uczenia się

Do tego badania zostanie włączonych 40 zdrowych osób starszych i 40 pacjentów z chorobą Parkinsona (PD). Liczebność próby obliczono, łącząc wyniki badania pilotażowego z wykorzystaniem zadania Swipe-Slide Pattern (SSP) (Nackaerts i in. 2020, Behav Brain Res) oraz literatury dotyczącej treningu zadań złożonych (Lin i in. 2012, Neuroimage; Sidaway i in. 2016, J Mot Behav). Badanie pilotażowe wykazało, że czas zatrzymania ruchu po treningu ST wynosił średnio 2,824 s ± 1,015 dla przesuwania sekwencji. Na podstawie literatury przyjęliśmy różnicę 13,5% między treningiem DT i ST podczas retencji. Co ważne, postawiliśmy hipotezę, że trening DT przyniesie podobne korzyści pacjentom z PD i HC. Stosując β = 0,20 i α = 0,05 obliczono wielkość próby dla powtarzanej analizy ANOVA z projektem interakcji czynnika pomiędzy (w ramach: przed vs po vs retencja; pomiędzy: ST vs DT). Całkowitą wielkość próby oszacowano na 62 uczestników, podzielonych na 31 w treningu ST i 31 w treningu DT. Biorąc pod uwagę 30% rezygnację (z badania lub z powodu utraty danych), dało to 40 osób w treningu ST i 40 w treningu DT. Pacjenci z PD i HC zostaną równo podzieleni na rodzaje treningów, w wyniku czego 40 pacjentów z PD i 40 HC zostanie losowo przydzielonych do ramienia treningowego ST lub DT. Pacjenci będą badani podczas fazy OFF cyklu leczenia, tj. około 12 godzin po przyjęciu ostatniego leku.

Uczestnicy najpierw przejdą sesję integracyjną w domu. Podczas tej sesji przejdą obszerną baterię testów behawioralnych, oceniających zdolności poznawcze i motoryczne. Pacjenci rozpoczną tę sesję w fazie OFF fazy leczenia i dlatego zostaną poproszeni o przełożenie porannego przyjmowania leków. Po pierwsze, zdolności motoryczne zostaną ocenione za pomocą Zunifikowanej Skali Oceny Choroby Parkinsona Towarzystwa Zaburzeń Ruchu (MDS-UPDRS) i testu przeniesienia żetonu klinczu (C3T). Ocena funkcji poznawczych obejmuje Mini-Mental State Examination (MMSE), Montreal Cognitive Assessment (MoCA) i Trail Making Test (TMT). Ponadto umiejętności tabletu będą szeroko testowane przy użyciu nowo opracowanej baterii testowej, w tym stukania między dwoma punktami, przesuwania w jednym kierunku i przesuwania w wielu kierunkach w losowej kolejności, w warunkach pojedynczego i podwójnego zadania. Dodatkowo zostanie wykonane zadanie na telefon komórkowy, w którym uczestnicy będą musieli wpisać na smartfonie wcześniej zdefiniowany numer telefonu. Ta część oceny zajmie około 60 minut. Następnie pacjenci będą mogli przyjmować swoje stałe leki i wypełnić kilka kwestionariuszy. Należą do nich kwestionariusz New Freezing Of Gait Questionnaire (NFOG-Q), kwestionariusz dotyczący braku chodu, kwestionariusz zręczności (DextQ-24), kwestionariusz biegłości w korzystaniu z urządzeń mobilnych (MDPQ-16), pytania dotyczące korzystania ze smartfonów i tabletów oraz pozostałe części MDS-UPDRS. Ponadto rejestrowane będą dzienne dawki lewodopy. Zdrowe kontrole zostaną poddane podobnemu protokołowi, chociaż nie zostaną przeprowadzone oceny i kwestionariusze specyficzne dla choroby (tj. MDS-UPDRS, NFOG-Q, kwestionariusz dotyczący zamrożenia chodu i przyjmowania leków).

Po włączeniu uczestnicy zostaną zaproszeni do działu radiologii. UZ Leuven. Będą trenować zadanie SSP na tablecie kompatybilnym z MRI, podczas gdy ich reakcje hemodynamiczne będą mierzone za pomocą fMRI. Trening będzie obejmował dwa przebiegi po 7 min 50 s, jako ST lub DT, w zależności od randomizacji. Zadanie SSP opiera się na ruchach palców, które należy wykonać, aby odblokować smartfony lub tablety, lub trajektorii, którą można wykorzystać do szybkiego tworzenia słów za pomocą klawiatury na smartfonie. Podczas tego testu uczestnicy będą musieli wykonać różne predefiniowane wzory. Aby zmniejszyć obciążenie poznawcze, wzór będzie widoczny w jednym z górnych rogów ekranu. Podczas wykonywania zadania uczestnicy będą mogli zobaczyć linie, które rysują. Każdy wzór rozpocznie się w jednym z dziewięciu kręgów i będzie składał się z równie długich ruchów. Uczestnicy zostaną poproszeni o poruszanie ręką bez całkowitego odrywania rysika od ekranu, aby zachować ślad online. Ponadto uczestnicy zostaną poinstruowani, aby po ukończeniu wzoru powrócili do ustalonego punktu początkowego. Zadanie drugorzędne polega na policzeniu liczby czerwonych lub zielonych świateł, które zapalają się w widoku peryferyjnym podczas wykonywania zadania. Zostanie użyta kompatybilna z MRI wersja tabletu dotykowego. Uczestnicy zobaczą ślad swojego pióra na tablecie za pomocą wbudowanego lusterka na górze cewki nagłownej. Oprócz fMRI opartego na zadaniu, wykonane zostanie skanowanie anatomiczne T1-zależne w wysokiej rozdzielczości i obrazowanie ważone dyfuzją. Przed i po treningu wydajność ST i DT w zadaniu SSP zostanie oceniona poza skanerem, przy użyciu innego wzorca, aby uniknąć uczenia się. Uczestnicy wykonają również zadanie z telefonem komórkowym oraz test stukania między dwoma punktami. Dodatkowo uczestnicy wypełnią Szpitalną Skalę Lęku i Depresji (HADS) oraz Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI).

Od 2 do 5 dnia uczestnicy będą kontynuować ćwiczenie zadania SSP w domu. W tym celu uczestnicy będą proszeni o wykonanie zadania SSP na tablecie każdego ranka, w przypadku pacjentów będzie to tuż przed zażyciem regularnych leków. Sesje treningowe będą ograniczone do 10 minut i będą zawierały wzorzec, którego nauczyliśmy się pierwszego dnia, a także dwa nowe wzorce, które pozwolą na zróżnicowanie. Wzory będą oferowane w losowej kolejności, ponieważ badania wykazały, że przypadkowa praktyka może poprawić retencję i transfer zarówno u zdrowych osób w podeszłym wieku, jak iu pacjentów z PD. W dniu 5 badacz pojedzie do domu uczestników i przeprowadzi natychmiastowy test retencji, obejmujący jedno- i dwuzadaniową wersję zadania SSP. W dniach 6 i 7 uczestnicy nie będą ćwiczyć, aby uwzględnić okres retencji. W dniu 8 wszyscy uczestnicy zostaną poddani (opóźnionemu) skanowi retencji/przeniesienia, składającemu się z dwóch przebiegów w trybie ST lub DT: (i) przebieg zawierający wyuczony wzorzec; oraz (ii) przebieg obejmujący nowy schemat oceny transferu. Ponownie, wydajność ST i DT w zadaniu SSP zostanie oceniona poza skanerem, przy użyciu innego wzorca, aby uniknąć uczenia się. Uczestnicy wykonają również zadanie z telefonem komórkowym oraz test stukania między dwoma punktami. Aby zminimalizować ruchy głowy podczas samego skanowania, zostanie zastosowana poduszka do mocowania próżniowego, aby dostosować się do tych trudności.