Влияние упражнений на автокорреляции дальнего действия при болезни Паркинсона

ФОН

Одной из наиболее распространенных особенностей движений человека является их изменчивость при многократном повторении одной и той же ритмической задачи (1). У людей многие периодические сигналы, такие как походка, сердцебиение, дыхание и активность нейронов, характеризуются своей временной сложностью и сложными колебаниями во времени. Хотя колебания между циклами могут казаться случайными, без видимой корреляции между циклами, здоровые системы обладают памятью о предыдущих значениях ряда, отображающего сложную временную структуру.

Для оценки изменчивости физиологических временных рядов можно использовать несколько математических методов. С одной стороны, классические математические методы, обычно применяемые к более коротким временным рядам (десятки точек данных), количественно определяют величину флуктуации в наборе значений независимо от их порядка в распределении путем вычисления стандартного отклонения (SD) и коэффициента вариация (CV). С другой стороны, более сложные математические методы, применяемые к более длинным временным рядам (≥512 циклов), могут быть использованы для оценки динамики колебаний во времени (3). Эти последние методы продемонстрировали, что вариабельность многочисленных физиологических сигналов (например, сердечного и дыхательного ритма или двигательной активности) демонстрирует дальнодействующие автокорреляции, посредством чего статистическая взаимозависимость между циклами охватывает очень большое количество циклов (14).

Таким образом, эта временная организация изменчивости является неотъемлемым свойством многих биологических систем. Более того, это может дать представление о нейрофизиологической организации и регуляции этих систем (32). Недавние исследования утверждали, что эти колебания, включенные в оптимальный диапазон, представляют собой лежащую в основе физиологическую способность гибко адаптироваться к повседневным стрессам, воздействующим на человеческое тело (32). Поэтому наличие такой временной динамики считается критическим маркером здоровья, а их нарушение - показателем патологического состояния (18, 25, 32). Например, в частоте сердечных сокращений человека отклонения от оптимума вариабельности либо в сторону случайности (например, мерцательная аритмия), либо в сторону чрезмерной регулярности (например, застойная сердечная недостаточность) указывают на потерю адаптационных возможностей системы (9, 32). .

Наряду с этим на изменчивость, особенно походки, влияют некоторые заболевания центральной нервной системы. Действительно, нейродегенеративные расстройства, такие как болезни Паркинсона и Гентингтона, характеризуются, среди прочего, модификацией изменчивости ходьбы (наблюдаемой по нарушению дальнодействующих автокорреляций) и высоким риском падения. Хотя происхождение дальнодействующих автокорреляций остается неизвестным, их нарушение при таких заболеваниях свидетельствует о центральном механизме контроля (8, 11, 13, 16, 17, 36).

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ

Болезнь Паркинсона (БП) поражает около 1% населения старше 60 лет и является одним из наиболее распространенных нейродегенеративных заболеваний. Болезнь Паркинсона прогрессирует по своей природе, поэтому пациенты сталкиваются с возрастающими трудностями в повседневной жизни и различными аспектами подвижности, такими как походка, передвижение, равновесие и осанка. В конечном итоге это приводит к снижению независимости, бездействию и социальной изоляции, что приводит к снижению качества жизни. Следовательно, улучшение локомоции является одной из важнейших целей лечения БП.

Лечение БП традиционно сосредоточено на медикаментозной терапии, при этом леводопа считается «золотым стандартом» лечения. Тем не менее, даже при оптимальном медицинском ведении у пациентов с паркинсонизмом наблюдается ухудшение функций организма, повседневной активности и активности. По этой причине растет поддержка включения реабилитационной терапии в качестве дополнения к фармакологическому и нейрохирургическому лечению. Действительно, регулярная физическая активность замедляет прогрессирование и снижает риск падения. Более того, физические упражнения показали свою эффективность как для сохранения функциональных возможностей, так и для профилактики осложнений (сердечно-сосудистых, остеопороза и т. д.).

До сих пор лишь немногие исследования включали анализ вариабельности функциональной оценки пациентов с неврологическим заболеванием, таким как БП. Тем не менее, нарушения ходьбы и падения представляют собой не только значительные издержки для общества, но и значительный индивидуальный риск заболеваемости/смертности. Соответствующая реабилитационная программа должна позволять сразу же снизить риски и затраты, связанные с этими расстройствами. Исследователь предполагает, что анализ изменчивости ходьбы может быть полезен в качестве клинического инструмента для оценки риска падения и в качестве инструмента оценки терапевтической эффективности (лекарств и/или физических упражнений) при БП. Таким образом, целями данного исследования являются (1) оценка влияния физических упражнений на изменчивость ходьбы человека и (2) изучение его потенциальной корреляции со способностями к ходьбе и неврологическими нарушениями у пациентов с паркинсонизмом.

Пациенты

Исследователи наберут 50 пациентов с идиопатической болезнью Паркинсона из отделения неврологии Cliniques universitaires Saint-Luc (Брюссель, Бельгия). Исследование одобрено этическим комитетом. Все пациенты дадут информированное письменное согласие на исследование. Критериями приемлемости являются: диагноз идиопатический паркинсонизм (в соответствии с критериями Банка мозга Соединенного Королевства по изучению болезни Паркинсона), тяжесть заболевания (в соответствии с модифицированной шкалой Hoehn & Yahr, стадии I–IV), отсутствие деменции (минимальная минимальная оценка психического состояния 24 балла). или выше), стабильное употребление наркотиков в течение последних 4 недель и адекватное зрение и слух, достигнутые с помощью корригирующих линз и/или слухового аппарата, если это необходимо. Пациенты будут исключены, если у них есть серьезные сопутствующие заболевания, другие неврологические проблемы, острые медицинские проблемы (например, ИМ, диабет) и проблемы с суставами, влияющие на подвижность, а также непредсказуемые периоды «выключения» (оценка> 2, пункт 4.5 MDS-UPDRS).

Процедура

Настоящее исследование представляет собой контролируемое рандомизированное одиночное слепое клиническое исследование с перекрестным дизайном. Контрольная группа не изменит свою обычную физическую активность, в то время как группа вмешательства получит пользу от программы физических упражнений. Этот последний будет включать 30 сеансов круговой групповой тренировки по 60 минут (два раза в неделю), распределенных в течение 15 недель. Затем две группы будут пересекаться. Согласно последним рекомендациям, программа будет включать в себя специальную работу над балансом, осанкой, походкой, фитнесом, двойными задачами и растяжкой. Все занятия будут проводиться с адекватной интенсивностью (т. 60-80% от прогнозируемой максимальной частоты сердечных сокращений). Будет зарегистрировано не менее 512 циклов (при высокой частоте дискретизации (512 Гц)) на беговой дорожке с самостоятельно выбранной комфортной скоростью с использованием одномерного акселерометра, прикрепленного к правой латеральной лодыжке.

Функциональная оценка на основе 3 доменов Международной классификации функционирования, инвалидности и здоровья (МКФ)

Пациентов будут оценивать до вмешательства (T0) и через 15 (T1), 30 (T2), 45 (T3) и 60 недель (T4) по 3 доменам МКФ:

Нарушения будут оцениваться с помощью MDS-UPDRS, инструментального анализа походки (кинематического, кинетического, электромиографического и энергетического) (18), дистанции 6-минутной ходьбы, теста 10-метровой ходьбы, шкалы ABC и BESTest (включая тест функциональной досягаемости). , тест «Нажми и отпусти» и «Вставай и иди»).

Деятельность, участие и качество жизни будут оцениваться с помощью анкеты «Влияние на участие и автономию» (IPAQ) и осеннего дневника.

Анализ изменчивости ходьбы

Изменчивость времени оборота будет оцениваться классическими и комплексными математическими методами. Классические математические методы (стандартное отклонение, коэффициент вариации) позволяют оценить величину колебаний, а сложные математические методы (дальнодействующие автокорреляции) оценивают динамику колебаний во времени (3).

Наличие дальнодействующих автокорреляций будет оцениваться с использованием комплексного подхода, предложенного Rangarajan и Ding и подтвержденного Crevecoeur et al. в контексте физиологических временных рядов. Эти методы более подробно описаны в другом месте. Вкратце, показатель Херста (H) будет рассчитываться с использованием масштабированного анализа диапазона, а показатель α будет оцениваться с использованием спектральной плотности мощности временного ряда. Для каждого временного ряда оба метода будут применяться к последовательностям из 512 последовательных шагов походки.

Теоретически показатели H и α асимптотически связаны соотношением H. Следовательно, комплексный подход состоит в отдельном вычислении H и α и проверке согласованности этих двух параметров с помощью уравнения d=H-(1+α)/ 2=0. Значение d ≤ 0,10 считается приемлемым, поскольку асимптотические параметры оцениваются на конечных временных рядах.

Таким образом, для заключения о наличии дальнодействующих автокорреляций должны быть выполнены следующие три условия:

Н > 0,5; α значительно отличается от 0 и меньше 1; и d ≤ 0,10

Когда между H и α появляются несоответствия, исследователи будут использовать случайно перемешанный тест суррогатных данных, чтобы отвергнуть нулевую гипотезу о том, что исследуемый ряд не имеет временной структуры (т. некоррелированный случайный процесс).

ПЕРСПЕКТИВЫ

Изучая влияние физических упражнений на вариабельность ходьбы человека и его потенциальную корреляцию со способностями к ходьбе и неврологическими нарушениями у пациентов с паркинсонизмом, исследователи надеются продемонстрировать, что анализ вариабельности ходьбы можно использовать в качестве клинического инструмента для оценки риска падения и в качестве инструмента оценки терапевтической эффективности (лекарств и/или физических упражнений) при БП.