Przewidywanie uczenia się motorycznego zadania kończyny górnej na podstawie cech behawioralnych i specyficznych dla choroby u pacjentów z chorobą Parkinsona

Aby osiągnąć spersonalizowaną rehabilitację w chorobie Parkinsona, konieczne jest zrozumienie, które czynniki pozwalają przewidzieć, czy pacjent odniesie korzyść z ukierunkowanego szkolenia. Do tej pory tylko w kilku badaniach analizowano czynniki predykcyjne treningu chodu i równowagi i uznano funkcje poznawcze na początku treningu oraz początkową sprawność motoryczną za najważniejsze determinanty (Löfgren i in. 2019; Strouwen i in. 2019). Jednak badania te koncentrowały się na globalnych funkcjach poznawczych, podczas gdy subdomeny poznawcze, takie jak funkcje wykonawcze i pamięć, które są najbardziej dotknięte chorobą Parkinsona (Muslimović i in. 2005), prawdopodobnie mają większy wpływ na uczenie się (Olson, Lockhart i Lieberman 2019). . Ponadto z badań tych wykluczono pacjentów z zaburzeniami funkcji poznawczych. Dlatego niewiele wiadomo na temat interakcji objawów niemotorycznych, które mogą również obejmować apatię i depresję, ze zdolnością do utrwalania wiedzy w chorobie Parkinsona.

Jak dotąd determinanty zapamiętywania umiejętności motorycznych były badane jedynie w ramach wtórnych analiz badań efektów w chorobie Parkinsona. Dlatego też niniejsze badanie ma na celu identyfikację czynników predykcyjnych, w tym objawów motorycznych i pozamotorycznych, dla trwałego uczenia się motorycznego w szerokiej i dużej kohorcie PD. Podstawowym zależnym wynikiem jest określenie, którzy pacjenci są w stanie utrzymać zdobytą wiedzę po 4 tygodniach bez treningu.

Biorąc pod uwagę obniżone umiejętności korzystania z ekranu dotykowego i związane z tym trudności z zapamiętywaniem (Nackaerts i in. nd; De Vleeschhauwer i in. 2021), trening ruchów przesuwania ekranu dotykowego będzie realizowany na tablecie, umożliwiającym ćwiczenie w warunkach domowych. Zarówno warunki pojedynczego (ST), jak i podwójnego zadania (DT) będą oferowane w losowej kolejności, a informacje zwrotne zostaną przekazane w celu zwiększenia motywacji i zatrzymania (Nackaerts i in. 2016; Nieuwboer i in. 2009). Celem tego projektu jest identyfikacja czynników predykcyjnych utrzymujących się efektów po odbyciu dwutygodniowego programu szkoleniowego. Badacze zrekrutują szeroką kohortę pacjentów z chorobą Parkinsona. Liczebność próby oszacowano przy użyciu kwadratu współczynnika korelacji wielokrotnej wynoszącego 0,17 w oparciu o model predykcyjny z wcześniejszych prac, który obejmował wydajność motoryczną DT i funkcje poznawcze jako wyznaczniki (Strouwen i in. 2019). Stosując α = 0,05 i β = 0,20, obliczono wielkość próby dla liniowej regresji wielokrotnej: model stały, odchylenie R² od 0. Chociaż liczba predyktorów zależy od możliwej współliniowości, wielkość próby obliczono przy założeniu 10 predyktorów. Wielkość próby oszacowano na 89, a po uwzględnieniu rezygnacji wynoszącej 20% konieczne będzie włączenie 107 pacjentów. Co ważne, tę wielkość próby potwierdza również praktyczna zasada obejmująca 10 uczestników na każdy predyktor, sugerowana przez Harrella i in. (1996) (Harrell, Lee i Mark 1996). Ponieważ badacze spodziewają się uwzględnić 10 czynników predykcyjnych w naszym modelu regresji liniowej wielokrotnej (patrz poniżej), do badania zostanie zatrudnionych łącznie 100 pacjentów z chorobą Parkinsona. Badacze zarejestrują szeroką gamę profili poznawczych. Jednak wszyscy pacjenci muszą być w stanie postępować zgodnie z instrukcjami i angażować się w naukę motoryczną. Podczas instrukcji dotyczących wykonywania zadania na ekranie dotykowym śledczy pragmatycznie ocenią kwalifikowalność. Badacze wykluczą otępienie spowodowane chorobą Parkinsona, stosując kryteria diagnostyczne MDS poziomu I (Dubois i wsp. 2007). Wszyscy pacjenci będą trenować zadanie SSP przez okres dwóch tygodni. Pierwszego dnia (T0) wszyscy uczestnicy przejdą obszerną sesję przesiewową, obejmującą badania motoryczne i niemotoryczne wykonywane w domu osoby badanej lub w cichym pomieszczeniu w naszym laboratorium na KU Leuven, zgodnie z preferencjami pacjenta.

Globalny przegląd funkcji poznawczych będzie obejmował montrealską ocenę poznawczą (Nasreddine i in. 2005). Co więcej, 2 szczegółowe testy ocenią każdą subdomenę poznawczą. Uwaga i pamięć robocza są rejestrowane za pomocą testu rozpiętości cyfr i wzroku w przód i w tył (Blackburn i Benton 1957). Testy tworzenia szlaków i naprzemiennych nazw zostaną wykorzystane w przypadku funkcji wykonawczych (Hyde i Fritsch 2011; Llinàs-Reglà i in. 2017). Funkcja wzrokowo-przestrzenna zostanie zbadana przy użyciu krótkiej formy oceny orientacji linii Bentona i figury złożonej Reya Osterrietha (Gullett i in. 2013; Poreh i Shye 1998; Winegarden i in. 1998). 30-minutowe przypomnienie tego ostatniego testu zostanie również wykorzystane do oceny pamięci, razem z testem słuchowego uczenia się werbalnego Reya (Poreh i Shye 1998; Schmidt 1996). Do oceny języka zostaną użyte bostoński test nazewnictwa i test fluencji zwierząt w ramach testu Controlled Oral Word Association (Kaplan, Goodglass i Weintraub 1983; Tombaugh, Kozak i Rees 1999). Inne cechy pozamotoryczne, takie jak lęk, depresja i jakość snu, zostaną zbadane przy użyciu zwalidowanych kwestionariuszy dla PD (Almeida i Almeida 1999; Buysse i in. 1988; Leentjens i in. 2014). Umiejętności korzystania z ekranu dotykowego będą oceniane za pomocą testu SSP w stanie ST i DT, zadania z telefonem komórkowym (MPT, wpisanie wcześniej określonego numeru telefonu na smartfonie) oraz specjalnych kwestionariuszy. Po sesji podstawowej wszyscy pacjenci przejdą 10 sesji treningowych dotyczących zadania SSP losowo w stanie ST i DT (2 tygodnie, 5 dni/tydzień, 10 minut/sesję) przez okres dwóch tygodni. Szkolenie odbywa się w domu i bez nadzoru. Zarówno bezpośrednio po szkoleniu (T1), jak i po czterotygodniowym okresie retencji (T2), umiejętności korzystania z ekranu dotykowego będą oceniane w domu. Aby uwzględnić błędy w wynikach spowodowane innymi treningami, rejestrowane będą inne treści rehabilitacyjne.

Przy wyborze modelu badacze będą kierować się zaleceniami narzędzia PROBAST (Wolff et al. 2019) i odpowiednio ograniczać liczbę testów poznawczych. Inne zmienne niezależne mogą obejmować wiek, płeć, czas trwania choroby, nowy kwestionariusz zamarzania chodu i LEDD. Badacze obliczą również miarę wczesnego nabycia. Po eksploracyjnej analizie jednoczynnikowej badacze spodziewają się uwzględnić 10 zmiennych niezależnych, biorąc pod uwagę wielowspółliniowość.

Dodatkowo badacze zbadają determinanty przestrzegania zasad i ich powiązanie z utrzymaniem się, ponieważ przestrzeganie zasad szkolenia w domu bez nadzoru będzie prawdopodobnie powiązane z określonymi cechami pozamotorycznymi (Allen i in. 2015). Wykazano, że apatia i oczekiwanie na nagrodę determinują poziom wysiłku generowanego podczas ćwiczeń w PD, w przeciwieństwie do HC (Colón-Semenza, Fulford i Ellis 2021). Ponadto w jednym z poprzednich badań sprawdzano związek między sukcesem programu treningu równowagi a przestrzeganiem zasad w przypadku choroby Parkinsona, uznając przestrzeganie zaleceń za jeden z dwóch najważniejszych wyznaczników (Joseph, Leavy i Franzén 2020). Inne prace wykazały, że czas trwania choroby okazał się powiązany ze stopniem uczenia się motorycznego zadania SSP (Nackaerts i in. 2020) oraz całkowitym przestrzeganiem zaleceń ćwiczeń (Allen i in. 2015). Dlatego przestrzeganie zaleceń jest prawdopodobnie powiązane z wynikami szkolenia w zakresie PD (długo- i krótkoterminowymi) i może być modulowane przez (wiele) cech klinicznych. Zgodność będzie automatycznie rejestrowana przez zdigitalizowany system i przechowywana w zabezpieczonej chmurze danych. Zgodność ze szkoleniem będzie wyrażona jako procent pożądanej liczby sesji i spersonalizowanego czasu, maksymalnie 100%. Badacze przeanalizują najpierw związek między przestrzeganiem zaleceń a charakterystyką kliniczną za pomocą modelu wielokrotnej regresji liniowej. Następnie zostanie skonstruowany model wielokrotnej mediacji w celu zbadania oczekiwanego pośredniczącego wpływu profili klinicznych na to powiązanie. Zastosowane zostaną różne modele w celu utrzymania efektów uczenia się i natychmiastowych efektów szkolenia, a także dla różnych miar wyników.