tDCS do córtex motor primário para melhorar o aprendizado da sequência motora implícita na doença de Parkinson

DESIGN DE ESTUDO

Os investigadores conduzirão um estudo duplo-cego, controlado por simulação e contrabalançado para investigar os efeitos do M1 tDCS no IMSL. Como os efeitos relacionados à idade podem servir como uma explicação para os achados conflitantes em adultos jovens saudáveis ​​e pessoas com DP, os investigadores incluirão um grupo de controle saudável, pareado por idade ao grupo DP. Para o aspecto específico da sequência de IMSL (resultado primário), uma ANOVA de medidas repetidas fatoriais mistas será realizada com "grupo" (2 níveis: DP, saudável) como fator entre sujeitos e "estimulação" (2 níveis: anódico, simulado), "blocos" (2 níveis: bloco aleatório, média de blocos adjacentes) e "tempo" (3 níveis: durante, pós5min, pós1semana) como fatores intrassujeitos. Da mesma forma, para aprendizagem geral (resultado secundário), uma ANOVA de medidas repetidas fatoriais mistas será realizada com "grupo" (2 níveis: DP, saudável) como fator entre sujeitos e "estimulação" (2 níveis: anódico, simulado), "blocos" (7 níveis: Blocos 1-6, Bloco 8) e "tempo" (3 níveis: durante, pós5min, pós1semana) como fatores dentro das disciplinas. Todos os participantes receberão ETCC anódica (real) e simulada (placebo) em ordem aleatória. A compensação será feita por um investigador independente usando o Microsoft Excel®. Pontuações iniciais nos questionários Scales for Outcomes in Parkinson's disease COGnition (SCOPA-COG), Montreal Cognitive Assessment (MoCA) e Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS), bem como subtipos clínicos (subtipo rígido-acinético, subtipo tremor) e sequência pontuações de conscientização serão tomadas como covariáveis.

ESTRATÉGIA DE RECRUTAMENTO

As pessoas com DP serão recrutadas através das seguintes instâncias e centros: Flemish Parkinson Liga (VPL); neurologistas do Hospital Universitário de Bruxelas (UZ Brussel), University Colleges Leuven-Limburg (UCLL) e centro de reabilitação RevArte (Antuérpia); Fisioterapia privada especializada em reabilitação neurológica. Os participantes saudáveis ​​da mesma idade serão recrutados por meio dos candidatos ao PD (parceiros dos pacientes), várias casas de repouso em Bruxelas e arredores e pela publicação de panfletos digitais nas mídias sociais.

Não há restrições ou proibições para os sujeitos. Os participantes continuarão a tomar a medicação durante o período experimental e realizarão o procedimento experimental durante a fase ON da medicação. Isso é para maximizar a viabilidade de realizar a tarefa e para uniformidade com estudos anteriores que examinam os efeitos do tDCS na DP.

MATERIAIS

Um estimulador de corrente contínua de baixa intensidade 1x1 (Soterix Medical Inc, Nova York, EUA) será usado para gerar e fornecer tDCS por meio de um par de eletrodos de borracha quadrados idênticos (tamanho 35 cm2), colocados em esponjas retangulares embebidas em solução salina. Para a estimulação de M1, os eletrodos serão colocados sobre C3 ou C4 de acordo com o sistema internacional de eletroencefalograma 10-20, combinando com o M1 contralateral à mão executora. O eletrodo de referência será posicionado em F1 ou F2, ipsilateral à mão executora.

A estimulação atual aumentará lentamente de 0 miliamperes (mA) para 2 mA em um minuto. Para a condição tDCS anódica, essa intensidade será mantida durante a tarefa SRT (aproximadamente 20 minutos), o que está dentro dos padrões de segurança baseados em evidências para tDCS. Isso resultará em uma densidade de corrente de 0,057 mA/cm2. Para a condição tDCS simulada - sem o conhecimento do sujeito - a estimulação será gradualmente diminuída para 0 mA imediatamente após o aumento de um minuto. Durante o último bloco da tarefa SRT, este aumento e diminuição gradual da estimulação atual será repetido para otimizar o processo de cegamento dos participantes. Para controlar o cegamento dos sujeitos, após a última sessão será perguntado aos sujeitos se eles estavam cientes da condição de estimulação ou não. Efeitos colaterais transitórios serão inventariados pelo experimentador durante e duas semanas após o protocolo tDCS, incluindo uma leve sensação de coceira sob o eletrodo, vermelhidão da pele sob o eletrodo, dor de cabeça, náusea, fadiga ou insônia.

A tarefa Serial Reaction Time (SRT-task) será usada para determinar IMSL. A tarefa SRT será realizada em um laptop usando o software E-Prime® (Psychology Software Tools, Inc., Pittsburgh, Pensilvânia, EUA). Os participantes serão solicitados a pressionar as teclas de resposta alinhadas horizontalmente C, V, B, N de um teclado azerty padrão para um alvo mais à esquerda, à esquerda, à direita e mais à direita, respectivamente. As respostas serão dadas com o dedo indicador da mão menos afetada no caso das pessoas com DP e com a mão dominante no caso dos controles saudáveis. Se ambas as mãos forem igualmente afetadas nas pessoas com DP, a mão dominante também será usada. As teclas de resposta C, V, B e N serão as únicas teclas visíveis, todas as outras teclas serão cobertas.

PROCEDIMENTO

A experiência decorrerá num laboratório da Vrije Universiteit Brussel (VUB), no ambiente doméstico dos participantes, ou num centro comunitário próximo à sua escolha, sob a supervisão do investigador. A opção de realizar o experimento fora de nosso laboratório na VUB se dá porque os deslocamentos nem sempre são evidentes para esses participantes.

O procedimento experimental será precedido de entrevista presencial para coleta de características clínicas e demográficas gerais. Uma tarefa SRT aleatória de 3 blocos x 25 tentativas também será realizada para avaliar se os participantes têm função motora suficiente para concluir os experimentos. Após a entrevista, será feita uma avaliação neuropsicológica por meio de três questionários:

• A Avaliação Cognitiva de Montreal (MoCA) será usada para avaliar a função cognitiva em 8 domínios (funções executivas, habilidades visuoespaciais, atenção, concentração, linguagem, memória de curto prazo e orientação).
• A Scales for Outcomes in Parkinson's disease, COGnition part (SCOPA-COG) é um instrumento curto, confiável e válido para a avaliação da função cognitiva na DP. É composto por 10 itens, divididos em quatro domínios: memória (4 itens), função executiva (3 itens), atenção (2 itens) e função visuoespacial (1 item). Pontuou 0-43, com pontuações mais baixas indicando comprometimento cognitivo mais grave.
• A Escala Hospitalar de Ansiedade e Depressão (HADS) é uma escala bidimensional desenvolvida para identificar depressão e ansiedade. É composto por 14 itens, divididos em duas subescalas de 7 itens. Cada item é avaliado em uma escala de 4 pontos variando de 0 (ausência) a 3 (presença extrema).

Além disso, a função motora dos participantes será avaliada por meio de:

• A Escala Unificada de Avaliação da Doença de Parkinson, parte III (UPDRS-III), uma das escalas de classificação clínica mais amplamente utilizadas para DP, que consiste em 4 partes. Para o presente estudo, será utilizada apenas a parte III, que avalia a função motora por meio de 14 itens.

Após a sessão de triagem (T0), todos os participantes elegíveis serão vistos quatro vezes (T1-T4) ao longo de um mínimo de cinco a um máximo de onze semanas. Todas as quatro sessões (T1, T2, T3, T4) começarão com um bloco de prática da tarefa SRT consistindo de 72 tentativas aleatórias, seguido pela tarefa SRT experimental real de oito blocos de 72 tentativas. Os blocos serão separados por um intervalo de trinta segundos. Nos blocos 1 a 6 e no bloco 8, a ordem do alvo (ou seja, ponto preto) os locais seguirão uma sequência repetida. Isso é desconhecido para o participante. A justificativa é que os tempos de reação diminuirão com a repetição da sequência nos blocos 1-6 e 8, denotando um efeito geral do treinamento (medida de resultado secundária IMSL). Quando a sequência muda repentinamente para uma sequência aleatória no Bloco 7, o tempo de reação aumentará no Bloco 7 e diminuirá mais uma vez no Bloco 8 sequenciado regularmente, denotando um efeito de aprendizado específico da sequência (medida de resultado primário IMSL). Para controlar possíveis efeitos de transferência, a tarefa SRT seguirá uma sequência diferente em cada condição de estimulação (por exemplo, 132342134142 nos T1-T2 e 243413241213 nos T3-T4). Para garantir que o IMSL seja independente de uma sequência específica, seis sequências diferentes, estruturalmente idênticas, de 12 elementos serão contrabalançadas entre os participantes.

A primeira sessão de intervenção (T1) será planejada pelo menos 1 semana após a sessão de triagem (T0) e consistirá em tDCS ativo (anódico) ou tDCS simulado (placebo) administrado durante a tarefa SRT. Cinco minutos após o tDCS, os indivíduos serão solicitados a realizar uma versão curta de três blocos da tarefa SRT sem aplicação de tDCS para investigar os possíveis efeitos de consolidação de curto prazo: Blocos 1 e 3 seguindo a mesma sequência regular anterior; Bloco 2 seguindo uma sequência aleatória.

A segunda sessão (T2) será planejada uma semana depois. Durante esta sessão pós-ETCC de uma semana, será realizada a mesma versão completa da tarefa SRT da semana anterior, desta vez sem a aplicação de tDCS, para determinar os possíveis efeitos de consolidação a longo prazo. Após T2, um período de washout de pelo menos três semanas será planejado para controlar os efeitos de transição entre as duas condições de estimulação (ETCC ativa/simulada). Ocorrerá o cruzamento e o mesmo procedimento com a condição de estimulação oposta será repetido durante a terceira (T3) intervenção e a quarta (T4) sessão de acompanhamento. Metade dos participantes em cada grupo terá recebido ETCC ativa durante T1 e ETCC simulada durante T3, enquanto a outra metade dos participantes terá recebido essas condições em ordem reversa e aleatória.

A cada sessão, a tarefa SRT será iniciada dentro de 90 minutos após a ingestão da medicação ("fase ON da medicação"). Isso é para maximizar a viabilidade de realizar a tarefa e para uniformidade com estudos anteriores que examinam os efeitos do tDCS na DP. Um questionário pós-tarefa SRT será preenchido após a última sessão (T4) para determinar se os participantes ficaram cientes da natureza sequencial da tarefa. Se os participantes indicarem que acreditam que uma sequência específica apareceu, eles terão que reproduzir a sequência da última sessão da forma mais correta possível. Essa pontuação sequencial (x/12, com base no maior número de elementos de sequência que eles podem reproduzir na ordem correta) servirá como medida de resultado para conhecimento explícito sobre as sequências repetidas.

ANÁLISE ESTATÍSTICA

Todas as análises estatísticas serão realizadas usando o International Business Machines (IBM) Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) Statistics versão 26. O nível de significância será estabelecido em α = 0,05. Uma tendência de significância será definida como 0,05 ≤ α < 0,10. As correções de Bonferroni para comparações múltiplas serão feitas quando necessário. Os tamanhos de efeito f de Cohen serão relatados, com valores de 0,10, .25 e .40 representando tamanhos de efeito pequeno, médio e grande, respectivamente.

No caso de efeitos nulos, os investigadores concluirão que não há evidência de diferença entre as condições. No entanto, os investigadores também calcularão fatores de Bayes post-hoc para cada grupo (DP, controles saudáveis) para avaliar se uma falta de diferença no aprendizado de sequência entre as condições de estimulação anódica e simulada pode ser interpretada como evidência da ausência de um efeito de tDCS no aprendizado de sequência.

Para o grupo DP, os pacientes serão classificados como subtipo acinético-rígido ou subtipo tremor com base nas subpontuações UPDRS-III no estado de medicação "Off". Este subtipo clínico das pessoas com DP será tomado como covariável, para avaliar se esta característica influencia a IMSL ou o seu tratamento via tDCS. Método semelhante ao utilizado por Xu et al. (2018) será usado [70]. Primeiro, "pontuação de tremor" (soma dos itens UPDRS 20 e 21 dividido por 7) e "pontuação sem tremor" (soma dos itens UPDRS 18, 19, 22, 27, 28, 29, 30 e 31 dividido por 12) serão ser calculado por paciente. Se a pontuação do tremor for pelo menos duas vezes a pontuação sem tremor, os pacientes são classificados como subtipo de tremor; se a pontuação sem tremor for pelo menos duas vezes a pontuação com tremor, os pacientes são classificados como subtipo rígido-acinético.

Análises de correlação, corrigidas por Bonferroni para comparações múltiplas, serão realizadas para investigar se a quantidade de IMSL se correlaciona com variáveis ​​demográficas, neuropsicológicas e clínicas (incluindo subtipos clínicos de DP). Se as suposições para testes paramétricos forem violadas, a alternativa não paramétrica Spearman's Rho será calculada.

As análises do desempenho da tarefa SRT serão baseadas no tempo de reação mediano (RT) por bloco, em vez do RT médio, para minimizar possíveis efeitos discrepantes. As tentativas de prática, a primeira resposta após cada intervalo, as respostas erradas e as respostas após um erro serão excluídas das análises. Os RTs medianos por bloco serão analisados ​​para determinar (1) um efeito de aprendizado geral (medida de resultado secundário) e (2) um efeito de aprendizado específico de sequência (medida de resultado primário).

Os efeitos gerais de aprendizagem durante e uma semana após o tDCS serão derivados de um declínio nos TRs medianos ao longo dos sete blocos sequenciados regularmente (ou seja, Blocos 1-6 e Bloco 8). Isso não será aplicável à tarefa SRT pós-tDCS de 5 minutos, pois é uma versão curta com apenas três blocos. Uma ANOVA de medidas repetidas 2x2x2x7 será realizada com grupo (PD, controles saudáveis) como fator entre os sujeitos e estimulação (ativa, simulada), tempo (durante, após 1 semana) e bloco (Blocos 1-6, Bloco 8) como dentro fatores sujeitos.

Os efeitos de aprendizado específicos da sequência durante, 5 minutos e 1 semana pós-ETCC serão analisados ​​subtraindo a média dos RTs medianos dos blocos sequenciados adjacentes (Blocos 6 e 8 durante a estimulação e 1 semana pós-ETCC; Blocos 1 e 3 em 5 minutos pós-ETCC) do TR mediano do bloco aleatório (Bloco 7 durante a estimulação e 1 semana pós-ETCC; Bloco 2 aos 5 minutos pós-ETCC). Uma ANOVA de medidas repetidas 2x2x2x3 (ou testes de posto sinalizado de Friedman e Wilcoxon como alternativas não paramétricas) será realizada com grupo (PD, controles saudáveis) como fator entre sujeitos e estimulação (ativo, sham), sequência (bloqueio aleatório, média de blocos sequenciados adjacentes) e tempo (durante, após 5 minutos, após 1 semana) como fatores dentro do assunto.

Caso as suposições de esfericidade sejam violadas, as correções de Greenhouse-Geisser ou Huynh-Feldt serão relatadas. Os testes t corrigidos por Bonferroni serão implementados para analisar ainda mais os efeitos principais e de interação significativos.

As porcentagens de erro na tarefa SRT são geralmente pequenas e, portanto, devido a um número limitado de observações, menos sensíveis ao IMSL. A porcentagem de reações errôneas por bloco será calculada para ambas as condições de estimulação (anódica, simulada) e para as três medições ao longo do tempo (concorrente, pós5 minutos, pós1 semana). O teste Shapiro-Wilk de resíduos será realizado para avaliar a normalidade da distribuição.

A pontuação sequencial, como medida de resultado para o conhecimento explícito, será considerada uma covariável nas análises. Um teste t de amostras independentes (ou teste alternativo não paramétrico de Mann-Whitney U) será realizado para verificar se os escores sequenciais (x/12) do grupo DP são diferentes do grupo controle saudável.