Obrazowanie mózgu i zmiany w zachowaniu po treningu sekwencji palców za pomocą wskazówek ruchowych u zdrowych starszych dorosłych (NMSOA)

Uzasadnienie: Interwencje muzyczne mające na celu regenerację motoryczną są coraz częściej stosowane w warunkach klinicznych z pacjentami z upośledzeniem ruchowym. W ostatnich latach zaczęto badać mechanizm leżący u podstaw regeneracji motorycznej poprzez poruszanie się do muzyki. Chociaż badania neuroobrazowe zaczęto wyjaśniać neuronalne korelaty ruchu opartego na muzyce, większość z nich przeprowadzono na młodych dorosłych, podczas gdy średni wiek wystąpienia zaburzeń ruchowych będących celem muzykoterapii to 6. dekada życia. Dlatego też w tym badaniu badacze mają na celu wyjaśnienie podstawowych mechanizmów ruchu opartego na muzyce u zdrowych starszych osób dorosłych, wykorzystując naukę motoryczną i sekwencję palców w rytm muzyczny. Wyniki badania mają wpływ na uczenie się motoryczne przy muzyce u osób starzejących się i plastyczność neuronów na starość, a także mogą ujawnić korzyści płynące z dodawania bodźców muzycznych do czynności motorycznych w odniesieniu do wyników motorycznych, poznawczych i motywacyjnych u osób starszych.

Cel: Celem obecnego badania jest zbadanie strukturalnych i funkcjonalnych korelatów neuronalnych, a także zmian w miarach behawioralnych i samoopisowych treningu motorycznego opartego na muzyce audiowizualnej w porównaniu z identycznym treningiem motorycznym wykorzystującym wyłącznie wskazówki wizualne. Głównym celem badania są zmiany w istocie białej, ponieważ badaczy interesują powiązania między słuchowymi i motorycznymi obszarami mózgu zaangażowanymi w trening motoryczny pod wpływem muzyki. W badaniu zbadana zostanie aktywacja mózgu i zmiany w objętości istoty szarej jako wtórne wyniki neuroobrazowania. Co więcej, w badaniu sprawdzona zostanie również poprawa wytrenowanego zadania (poza skanerem MRI) oraz zmiany w zakresie standardowych miar funkcji motorycznych i poznawczych, a także samoopisowych wskaźników dobrostanu psychicznego.

Główna hipoteza jest taka, że ​​grupa trenująca motorykę za pomocą muzyki wykaże większą integralność istoty białej pęczka łukowatego i większą gęstość grubości kory mózgowej w obszarach motorycznych prawej półkuli mózgu, przeciwnie do trenowanej lewej ręki, a także większe zmiany w mózgu aktywacja podczas wykonywania zadania i w spoczynku. Oczekuje się, że grupa muzyczna wykaże większą poprawę w zakresie wyszkolonych zadań oraz wskaźników funkcji motorycznych i poznawczych, a także samoopisowych wskaźników dobrostanu (motywacja, nastrój i doświadczenie). Badanie będzie miało charakter eksploracyjny i oceni zmiany w interferencji podwójnego zadania przed i po treningu, co będzie stanowić daleko idącą miarę treningu, zarówno w zakresie funkcji motorycznych, jak i podstawowych funkcji mózgu.

Projekt badania: W 8-tygodniowym, podłużnym schemacie międzygrupowym uczestnicy zostaną losowo przydzieleni do dwóch grup i wezmą udział w skanach MRI przed i po MRI oraz pomiarach behawioralnych, przeprowadzanych na początku badania (tydzień 1) i na końcu badania (tydzień 8 ). Uczenie się audiowizualnego zadania polegającego na sekwencji ruchów palców zostanie porównane z treningiem na tej samej sekwencji motorycznej, wykorzystując wyłącznie wskazówki wizualne. Uczestnicy zostaną poddani ocenie przed i po 8-tygodniowym szkoleniu w zakresie MRI i pomiarów behawioralnych.

Populacja badana: Do badania zostanie zatrudnionych łącznie 50 zdrowych osób starszych (w wieku 60 lat i starszych), które zostaną losowo podzielone na dwie grupy po 25 uczestników każda. Kryteriami włączenia są: praworęczna (ocena według inwentarza ręcznej ręki w Edynburgu), zdrowa neurologicznie i fizycznie osoba dorosła w wieku 60 lat lub starsza (wcześniejsza diagnoza choroby neurologicznej/psychiatrycznej, która nie powoduje objawów i która nie była konieczna leczenie przez co najmniej można uwzględnić 5 lat), inne stabilne schorzenia fizyczne (nie można uwzględnić żadnych zmian w diagnozie lub leczeniu w ciągu ostatnich 2 lat), funkcje poznawcze prawidłowe dla wieku (oceniane na podstawie wyniku ≥24 w skali MMSE) , odpowiedni do wieku normalny lub skorygowany wzrok i słuch, mówiący płynnie po niderlandzku i nie przechodzący obecnie szkolenia muzycznego. Uczestnicy powinni mieć dostęp do komputera, aby móc realizować szkolenie w domu. Uczestnicy będą rekrutowani za pośrednictwem różnych kanałów w Holandii, w tym organizacji starzejących się, mediów (społecznościowych) i stron internetowych zajmujących się rekrutacją na studia.

Wielkość próbki: W poprzednim badaniu o planie podłużnym, w którym to samo zadanie uczenia się przeprowadzono u zdrowych młodych dorosłych, naukowcy odkryli efekt średniej wielkości w przypadku zmian w drogach istoty białej łączących obszary słuchowe i motoryczne (tj. pęczek łukowaty) w przeciwległej półkuli mózgu wytrenowana ręka. Dlatego też szacuje się, że wielkość próby potrzebna do wykazania podobnego efektu średniej wielkości wyniosłaby 22 na grupę, jednakże liczbę tę zwiększa się do 25 zdrowych starszych uczestników na grupę, aby uwzględnić dodatkowe porzucenie badania na etapie analizy.

Interwencja: Dwie grupy otrzymają podobną interwencję polegającą na uczeniu się sekwencji ruchów palców w oparciu o wskazówki wizualne z rytmiczną stymulacją słuchową (lub bez niej). Uczestnicy zostaną przeszkoleni w zakresie zadania w laboratorium przed wykonaniem pomiarów podstawowych. Uczestnicy będą kontynuować szkolenie w domu, online, na komputerze i klawiaturze, przez 20 minut na sesję, 3 razy w tygodniu przez 8 tygodni, co daje łącznie 24 sesje. Grupa muzyczna będzie ćwiczyć sekwencję palców za pomocą wskazówek wizualnych zsynchronizowanych z rytmem muzycznym, podczas gdy grupa kontrolna otrzyma tę samą stymulację wizualną bez elementu słuchowego.

Główne parametry badania/punkty końcowe: Głównym parametrem jest zmiana w drogach istoty białej leżących u podstaw obszarów słuchowo-motorycznych (pęczek łukowaty) w półkuli mózgu naprzeciwko trenowanej ręki, kontrastując przed i po treningu oraz pomiędzy półkulami. Wtórne parametry MRI skupiają się na zmianach grubości kory mózgowej w pierwotnych, przedruchowych i dodatkowych obszarach motorycznych, związanej z zadaniami aktywacji mózgu w korze przedruchowej oraz funkcjonalnej łączności obszarów słuchowo-motorycznych w stanie spoczynku. Wydajność silnika w zadaniu dotyczącym sekwencji silników ze wskazówką zostanie oceniona poprzez pomiar dokładności naciśnięć klawiszy i stabilność taktowania w synchronizacji z początkiem sygnału. Zmiany w wynikach standaryzowanych mierników motorycznych i poznawczych oraz samodzielnie wypełniane kwestionariusze dotyczące wskaźników motywacji i nastroju zostaną porównane pomiędzy grupami i punktami czasowymi. Celem badania będzie także ocena zmian w interferencji podwójnego zadania przed i po treningu, zarówno pod względem behawioralnym, jak i pod względem powiązanej aktywności mózgu podczas wykonywania zadania.