Эффективность когнитивных и физических тренировок у детей, перенесших рак

Цели и гипотезы:

Общая цель этого исследования состоит из трех частей: во-первых, это исследование направлено на углубление знаний о конкретных моделях долгосрочных когнитивных нарушений у детей, перенесших рак. Понимание природы когнитивного дефицита в этой популяции будет полезно для разработки индивидуальных терапевтических стратегий. Во-вторых, наличие хорошо спланированного обучения, основанного на фактических данных, удобного для детей, имеет большое клиническое значение для предотвращения школьных проблем и дальнейшего ухудшения когнитивных функций. В-третьих, обнаружение вызванных тренировкой нейронных изменений в структуре белого вещества даст представление о функциональной пластичности детского мозга. Кроме того, вызванные тренировкой изменения в белом веществе могли бы стать убедительными доказательствами эффекта конкретного вмешательства.

В частности, в настоящем исследовании будут оцениваться следующие гипотезы:

1. У детей с опухолями головного мозга (ОО) в анамнезе наблюдаются особые проблемы с памятью и вниманием, что приводит к общему дефициту в некоторых когнитивных областях. Дети с раком в анамнезе без поражения ЦНС демонстрируют меньше проблем, чем дети с раком в анамнезе с БТ, в тех же когнитивных областях, но больше проблем, чем здоровые дети из контрольной группы.
2. Стандартизированная тренировка рабочей памяти приводит к улучшению производительности рабочей памяти. Ожидается перенос тренировочного эффекта прежде всего на области управляющих функций, памяти и внимания.
3. Физические тренировки приводят к улучшению координации, выносливости и двигательной силы. Переход в несколько когнитивных областей (т. исполнительные функции) и физическая самооценка.
4. После тренировки рабочей памяти и физических упражнений в структуре белого вещества пациентов отмечаются значительные изменения фракционной анизотропии. Также будут изменения в функциональной связности.
5. Нейропсихологические эффекты тренировки все еще будут присутствовать через 6 месяцев после тренировки в обеих экспериментальных группах.

Все сравнения будут проводиться на индивидуальном уровне (внутрииндивидуальный уровень, основная цель), а также на межиндивидуальном уровне (межгрупповые сравнения, вторичная цель). Уровень значимости установлен равным α = 0,05.

Участники:

Выжившие после рака: Исследователи будут включать 150 детей и подростков в возрасте 7-16 лет, которым был поставлен первоначальный диагноз рака с/без поражения ЦНС (центральной нервной системы) в течение последних 10 лет и прекращено их лечение (хирургическое, лучевое и/или химиотерапия). ) по крайней мере за 12 месяцев до их участия в исследовании. Выживших после рака будут набирать в два разных специализированных педиатрических отделения в Швейцарии. В целях сведения к минимуму неоднородности выборки из исследования будут исключены дети с раком в анамнезе без поражения ЦНС и только хирургическим удалением опухоли без последующего облучения и/или химиотерапии. Из-за повышенной вероятности выбывания детей с раком в анамнезе в лонгитюдном исследовании для достижения достаточной статистической мощности будет набрано больше, чем статистически необходимое количество участников (> 25 детей в группе).

Здоровая контрольная группа: 40 здоровых детей и подростков (подходящих по возрасту и полу) будут включены в первую оценку и послужат здоровой контрольной выборкой. Их будут набирать в основном через их братьев и сестер, которые входят в группу выживших после рака, а также через личных знакомых среди персонала больницы и сотрудников исследования.

Дизайн Настоящее исследование разработано как рандомизированное стратифицированное контролируемое испытание, включающее две группы вмешательства, одну группу ожидания (дети с раком в анамнезе [как ЦНС+, так и ЦНС-] и здоровую контрольную группу (соответствующую по возрасту и полу). Некоторые дети из группы пациентов будут распределены в группу ожидания-контроль для определения эффектов обучения (их обучение начнется позже). После случайного распределения по соответствующим условиям интервенционный материал (XBOX или компьютер) будет установлен у участников дома. Таким образом, будет проведена первая тренировка под наблюдением. Будут рассмотрены исполнительные функции до и после, а также более подробная информация о влиянии одного сеанса вмешательства (на удовольствие, возбуждение и т. д.). Впоследствии соответствующая группа будет проходить либо стандартизированную компьютеризированную тренировку рабочей памяти, либо физическую тренировку. Нейропсихологическая оценка будет проводиться до вмешательства/обучения и повторно проводиться со всеми участниками в конце тренировки памяти или физической тренировки и через 6 месяцев после тренировки. Структурная и функциональная визуализация будет выполняться до и вскоре после тренировки рабочей памяти и физической тренировки. Будет использоваться система МРТ всего тела мощностью 3 Тесла (Siemens; Эрланген, Германия). Анатомическое изображение будет получено с использованием последовательности для Т1-взвешенной структурной визуализации мозга с охватом всего мозга. Изображения структурной связности будут получены с использованием последовательности q-ball, функциональная связность будет измерена с помощью многополосной эхо-плоскостной последовательности изображений (MB EPI). Предварительная и постобработка структурных данных будет выполняться с использованием программ SPM8 (Welcome Department of Imaging Neuroscience, London) и MATLAB (MATLAB версии 8.2). Для выполнения анализа функциональной связности используется набор инструментов для подключения CONN fMRI 13.1 (Whitfield-Gabrieli & Nieto-Castanon, 2012). Карты фракционной анизотропии предоставляются программным обеспечением Siemens и могут непосредственно использоваться для дальнейшей статистической оценки.

Вмешательства:

Все 150 участников с раком в анамнезе будут случайным образом, но стратифицированным образом распределены по 3 группам (группа A, B и C) (см. рис. 1).

Тренировка А: Группа А (n1= 25 ЦНС+, n2 = 25 ЦНС-) будет проходить программу тренировки рабочей памяти. Дети будут проходить индивидуальную тренировку памяти на основе компьютерной программы Cogmed RM (Klingberg et al., 2005) под наблюдением обученных нейропсихологов. Недавно была опубликована его эффективность при лечении детей с онкологическими заболеваниями (например, Харди и др., 2012). Дети пройдут 25 занятий «онлайн»; каждый сеанс занимает около 45 минут и состоит из набора различных задач, нацеленных на различные аспекты рабочей памяти. Уровень сложности тренировки всегда регулируется в зависимости от результатов пользователя. Дети будут выполнять программу тренировки памяти дома в течение 8 недель. Ребенок и лицензированный тренер Cogmed RM (нейропсихолог) будут анализировать и контролировать результаты ежедневных тренировок онлайн. На первом занятии в больнице (Цюрих или Берн) тренер Cogmed RM планирует и структурирует обучение вместе с ребенком и родителями. Тренер будет обеспечивать еженедельное наблюдение и обратную связь об успеваемости и прогрессе ребенка посредством телефонного звонка на дом ребенка. На заключительном занятии с ребенком и родителями будет рассмотрен опыт обучения.

Тренировка B: Группа B (n1= 25 СН+, n2 = 25 СН-) получит физическую подготовку, которую можно выполнять дома. Обучение будет основано на играх xbox Kinect (например, Shape Up) и включают в себя игры и занятия, такие как прыжки и бег, физические тренировки и танцевальные занятия. Все материалы будут предоставлены Inselspital Bern. Одна тренировка будет длиться около 45 минут и будет проводиться 3 дня в неделю в течение 8 недель.

Группа C (n1 = 25 участников ЦНС+, n2 = 25 участников ЦНС-) будет служить контрольной группой ожидания и получит программу тренировки физической или рабочей памяти после завершения нейропсихологического оценивания II.