Skuteczność rehabilitacji poznawczej z wykorzystaniem wirtualnej rzeczywistości i komputerowej stymulacji poznawczej w zaburzeniach poznawczych związanych z zaburzeniami ruchu (CogMusT)

Choroba Parkinsona (PD) jest zaburzeniem neurodegeneracyjnym charakteryzującym się postępującą utratą neuronów w istocie czarnej śródmózgowia, jak również w innych obszarach, takich jak most, międzymózgowie, układ limbiczny i kora skroniowa, której towarzyszy odkładanie się alfa -synukleina w neuronach, które przeżyły. (1) Ta neurodegeneracja objawia się klinicznie objawami ruchowymi (spowolnienie ruchowe, sztywność, drżenie) i objawami niemotorycznymi (między innymi depresja, lęk, apatia i upośledzenie funkcji poznawczych).

Zaburzenia funkcji poznawczych związane z chP są obecnie uznawane za jeden z najbardziej istotnych objawów pozamotorycznych ze względu na znaczący wpływ, jaki mają na rodziny i koszty ekonomiczne, jakie stanowią dla zdrowia publicznego. Otępienie związane z ChP jest zawsze poprzedzone fazą łagodnych zaburzeń poznawczych (MCI), charakteryzującą się obecnością zmian w testach neuropsychologicznych bez istotnego wpływu na wydolność funkcjonalną pacjenta. Pacjenci z MCI są bardziej narażeni na rozwój otępienia w przebiegu choroby. W szczególności opisano współczynniki konwersji wynoszące 27,8% w pierwszym roku i do 45,5% po 3 latach. (2)

Zaburzenia funkcji poznawczych związane z PD zależą zarówno od dopaminergicznego odnerwienia obwodu nigrostriatalnego (i wtórnej niewydolności obwodów czołowo-podkorowych), jak i od zajęcia cholinergicznych struktur pnia mózgu, które wystają szeroko w mózgu. (3) Istnieje również coraz więcej dowodów na to, że upośledzenie funkcji poznawczych w chorobie Parkinsona jest związane nie tylko z odkładaniem się alfa-synukleiny, ale także, że ważną rolę odgrywa również odkładanie się beta-amyloidu (charakterystycznego dla choroby Alzheimera). (4)

Choroba Huntingtona (HD) jest dominującą autosomalną chorobą neurodegeneracyjną spowodowaną ekspansją CAG w eksonie 1 genu kodującego huntingtynę na chromosomie 4. Ta nieprawidłowa ekspansja CAG prowadzi do zmutowanej huntingtyny, uważanej za główne białko zaangażowane w patofizjologię HD. (5) Osoby, które są nosicielami mutacji i mają ≥40 powtórzeń CAG, nieuchronnie będą wykazywać postępujący ruch motoryczny (pląsawica, spowolnienie ruchowe i dystonia), poznawczy (upośledzenie funkcji poznawczych i demencja), psychiatryczny (między innymi depresja, apatia, zachowania perseweracyjne, drażliwość) i pogorszenie funkcjonowania w wieku dorosłym. Średni wiek wystąpienia objawów ruchowych to około 45 lat, a przebieg choroby to około 10-20 lat. (6)

Upośledzenie funkcji poznawczych związane z HD przypisuje się głównie postępującej atrofii jąder podstawy wraz z towarzyszącym jej zaburzeniem obwodów czołowo-podkorowych. Jednak wykazano, że inne rozproszone zmiany w mózgu, w tym zmiany w istocie białej mózgu i zanik tylnej części kory mózgowej, również przyczyniają się do upośledzenia funkcji poznawczych. (7, 8)

Obecnie dostępne metody leczenia są zasadniczo objawowe i jak dotąd nie znaleziono leku, który mógłby zmienić naturalną historię tych chorób. (9) Znalezienie nowego celu lub leczenia zmniejszającego postępujący charakter choroby stanowi ważne wyzwanie z naukowego, zdrowotnego i społecznego punktu widzenia. W szczególności skuteczne działanie we wczesnych stadiach zaburzeń funkcji poznawczych w PD i HD w celu zmniejszenia współczynnika konwersji do demencji stanowiłoby niezmierzoną korzyść.

Celem rehabilitacji poznawczej jest poprawa sprawności funkcjonalnej człowieka i kompensacja deficytów poznawczych wynikających z uszkodzenia mózgu w celu zmniejszenia ograniczeń funkcjonalnych, zwiększając zdolność człowieka do wykonywania codziennych czynności. (10) Ostatecznym celem jest poprawa jakości życia ludzi. (11, 12)

Funkcje poznawcze są ze sobą powiązane i współzależne na poziomie anatomicznym, gdy wymagane są reakcje funkcjonalne. Obejmują one wiele rodzajów i poziomów przetwarzania. Kiedy wykonywana jest zewnętrzna lub wewnętrzna czynność, sieci neuronowe są łączone modułowo lub poprzez sieci na dużą skalę. Te kombinacje rekrutują określone procesy neuropsychologiczne, które są przeprowadzane w celu wykonania. Od rozpoznawania wizualnego do procesów inicjacji zachowania (automatycznych lub nie), kontroli impulsów czy rozwoju strategii metapoznawczych planujących zachowanie. Dlatego z aplikacyjnego punktu widzenia sformułowanie działań rehabilitacyjnych obejmujących cały zakres procesów, dyskretnie, ale także holistycznie, byłoby właściwym sposobem zastosowania, aby osiągnąć terapię, która jest jak najbardziej ekologiczna, dostosowywalna i uogólniona.

Mechanizmem działania, na którym opierają się programy rehabilitacji poznawczej czy stymulacji, jest neuroplastyczność. Jest to definiowane jako zdolność mózgu do reorganizacji wzorców połączeń neuronalnych poprzez generowanie nowych synaps, dostosowując swoją funkcjonalność. Neuroplastyczność występuje zarówno w normalnym starzeniu, jak iw stanach nabytego uszkodzenia mózgu czy demencji. Większą skuteczność tego typu programów stwierdzono u pacjentów z nabytymi uszkodzeniami mózgu (m.in. udar, urazowe uszkodzenie mózgu) iw mniejszym stopniu w przypadku demencji, chociaż wykazano pewne korzyści w porównaniu ze zwykłym leczeniem. Obecnie nie ma ustalonego konsensusu co do efektu, jaki powstaje dzięki wykorzystaniu zjawiska plastyczności, ponieważ zależy on od wielu czynników, m.in. rodzaju pogorszenia, wieku, procesu zdrowienia, rezerwy poznawczej, czynników genetycznych.

Plastyczność może usprawnić procesy uczenia się na trzech poziomach: neuronalnym, synaptycznym i sieciowym (zmiany w łączności funkcjonalnej). Poziomy te nie wykluczają się wzajemnie. Przebudowa krótko- i długoterminowych wzorców aktywności neuronów, w tym tworzenie, eliminacja i zmiana częstotliwości wyładowań i progów, a także tworzenie nowych aksonów, to główne sposoby osiągnięcia organizacji neuronów poprzez doświadczenie i dojrzewanie. Czynniki neurotroficzne są również modyfikowane przez doświadczenie poprzez regulację epigenetyczną.

Wpływ muzykoterapii na rytm i jej związek z motorycznymi aspektami jąder podstawy sugeruje, że muzykoterapia może być przydatna w zakresie emocjonalnych powikłań chorób neurodegeneracyjnych. Badania nad muzykoterapią w chorobie Parkinsona wykazały skuteczność i przydatność jako terapia w rehabilitacji mowy czy poprawie chodu, postawy i równowagi. Ponieważ muzykoterapia nie wiąże się ze znaczącymi skutkami ubocznymi, muzyka wydaje się realną i atrakcyjną opcją jako aktywna terapia kontrolna.

Wnioski:

Osłabienie funkcji poznawczych związane z zaburzeniami ruchu ma istotny negatywny wpływ na autonomię i jakość życia zarówno pacjentów, jak i ich rodzin oraz uzależnia ich w dużym stopniu od opieki zdrowotnej i zasobów społecznych. Obecnie dostępne metody leczenia są w zasadzie objawowe i jak dotąd nie znaleziono żadnej terapii, która mogłaby zmienić naturalną historię tych chorób.

Brak farmakologicznych strategii zatrzymania lub spowolnienia spadku funkcji poznawczych związanych z chorobami neurodegeneracyjnymi, w szczególności zaburzeniami ruchu, podkreśla znaczenie opracowania niefarmakologicznych strategii terapeutycznych w celu zmiany przebiegu spadku funkcji poznawczych i osiągnięcia większej funkcjonalności. Programy stymulacji poznawczej oparte na RVI lub RVNI mają tę cechę, że tworzą ekologicznie ważne środowiska, które pozwalają na praktykę opartą na interakcji różnych procesów poznawczych w zależności od zadania, a ostatecznie pozwalają na uogólnienie w codziennym życiu poprzez uczenie się i automatyzację rutyn lub optymalizację sieci neuronowe, generowanie nowych synaps i zmiany w odpalaniu neuronów, które pozwalają na neuroplastyczność.

Dotychczasowe dowody na rehabilitację poznawczą w zakresie zaburzeń ruchowych opierają się na badaniach stymulacji poznawczej polegających na powtarzaniu zadań skupionych na jednym lub kilku procesach poznawczych bez wyraźnej ważności ekologicznej lub na badaniach opartych na wirtualnej rzeczywistości, które ograniczają się do poprawy funkcji motorycznych w chorobie Parkinsona (24, 25, 26, 27, 28). Do tej pory heterogeniczność w konceptualizacji pogorszenia funkcji poznawczych w zaburzeniach ruchowych bez przestrzegania uzgodnionych kryteriów włączania pacjentów do badań klinicznych doprowadziła do wykazania ograniczonej skuteczności lub nieporównywalności z innymi badaniami. Znaczenie prawidłowej klasyfikacji pacjentów na podstawie ich stanu poznawczego jest kluczowe dla właściwego zaprojektowania badań mających na celu poprawę funkcji poznawczych w zaburzeniach ruchowych (7, 26, 29, 30).

Dlatego zaprojektowaliśmy badanie skupiające się na ocenie wpływu rehabilitacji poznawczej opartej na RVI i komputerowej stymulacji poznawczej na pogorszenie funkcji poznawczych w zaburzeniach ruchowych. Biorąc pod uwagę naturalny przebieg tego typu chorób, mamy możliwość wykrycia zmian poznawczych w stosunkowo krótkim czasie przy użyciu odpowiednich narzędzi (31, 32). Wykazano, że PD-CRS jest w stanie wykryć zmiany stanu poznawczego w chorobie Parkinsona i chorobie Huntingtona w czasie (dobra czułość na zmiany), jest w stanie wykryć klinicznie istotne różnice w okresie 6 miesięcy. Aby ocenić istotność kliniczną, zastosowano skalę Clinical Global Impression of Change, przy czym zmiana o 11-14 punktów w PD-CRS jest minimum, aby uznać, że ma wpływ kliniczny. Z tego powodu uważamy, że trwające 6 miesięcy badanie kliniczne z pojedynczą ślepą próbą wystarczyłoby do wykazania znaczących różnic między wydajnością poznawczą grupy kontrolnej (muzykoterapia) a grupą RVI lub grupą komputerowej stymulacji poznawczej.