Роль сна в двигательном обучении при болезни Паркинсона и у здоровых пожилых людей (TARGET-SLEEP)

PwPD часто не удается сохранить тренировочные эффекты в процессе консолидации двигательной памяти, благодаря которому вновь приобретенные навыки трансформируют прочную и длительную двигательную память без дальнейшей практики. Нарушенная консолидация приводит к неизбежному ухудшению повседневного функционирования, препятствуя длительному эффекту реабилитации даже на ранних стадиях заболевания (Nieuwboer et al., 2008). Интересно, что сон после тренировки способствует консолидации у здоровых взрослых (King et al., 2017a), и этот эффект может сохраняться при pwPD (Terpening, 2013). Направленная реактивация памяти (TMR) — это метод, опробованный на молодых людях, при котором во время двигательного обучения добавляются слуховые стимулы. Затем звуки, связанные с обучением, воспроизводятся во время сна с небыстрым движением глаз (NREM) после тренировки, чтобы укрепить недавно сформированные нейронные связи (Diekelmann et al. 2012). Основная гипотеза этого проекта заключается в том, что приступы сна и TMR улучшат консолидацию моторных воспоминаний и маркеров нейропластичности у людей с расстройствами психического здоровья и пожилых людей.

Чтобы проверить это, исследователи будут использовать протокол «дневного сна», который учитывает циркадные эффекты, позволяя напрямую сравнивать производительность после дневного сна с производительностью контрольной группы бодрствования (King et al. 2017a). Консолидация будет определяться как изменение в обучении двигательной последовательности (MSL) постукивания пальцами после посттренировочного периода дневного сна или бодрствования по сравнению с окончанием начального обучения. Чтобы дополнительно указать на надежную консолидацию, изменения в производительности будут оцениваться после 24-часового периода удержания без дополнительной практики, а также во время выполнения двух задач в качестве меры моторного автоматизма. Схема параллельных групп позволит проводить сравнение внутри группы (дневной сон/бодрствование), а также между PwPD и контрольной группой. Во втором исследовании влияние TMR на консолидацию будет сравниваться между группами с использованием последовательной задачи времени реакции (SRT).

Первая цель (Эксперимент 1) состоит в том, чтобы определить, улучшает ли 2-часовой сон немедленную консолидацию, 24-часовое удержание и вмешательство в двойное задание задачи MSL по сравнению с аналогичным периодом дневного бодрствования у людей с ПРЛ и здоровых людей того же возраста. и различается ли степень изменения производительности между этими группами. Гипотеза 1. Исследователи ожидают улучшения консолидации, удержания в течение 24 часов и снижения влияния двух задач на производительность MSL после дневного сна после тренировки по сравнению с бодрствованием в обеих группах. Возможно, улучшения менее очевидны у пациентов с pwPD по сравнению с контрольной группой из-за их кортико-стриарных нарушений.

Вторая цель (Эксперимент 2) состоит в том, чтобы определить, улучшает ли TMR немедленную консолидацию, 24-часовое удержание и вмешательство в двойное задание у людей с расстройствами личности и здоровых пожилых людей, сравнивая производительность в двух заученных двигательных последовательностях до и после 2-часового периода сна, во время которого один из две последовательности воспроизводятся с использованием слухового TMR. Гипотеза 3: TMR во время дневного сна улучшит немедленную консолидацию, 24-часовое удержание и двойное вмешательство SRT как у здоровых пожилых людей, так и у пациентов с БП.

Сначала участники проходят скрининг, во время которого будут получены показатели демографических показателей, когнитивных способностей и тяжести заболевания (включая тесты на ловкость), а затем они пройдут диагностический ночной скрининг с полисомнографией (ПСГ) для оценки особенностей расстройства сна. Участники также пройдут серию тестов по шкалам качества сна и настроения и будут носить часы Actigraphy дома в течение как минимум пяти дней и ночей до первого эксперимента.

Во время эксперимента 1 участники изучают MSL, самостоятельно инициируя последовательность пальцев из 5 элементов, которая представлена ​​на экране. После обучения участникам будет предоставлена ​​ПСГ, включающая ЭЭГ. На основе слепой рандомизации они будут спать в течение 2 часов или лежать на кровати, но бодрствовать в течение аналогичного периода времени. Функция пробуждения PSG гарантирует, что ни один участник группы пробуждения не заснет. Затем участники получат 30-45-минутный перерыв, чтобы противостоять эффектам инерции сна, прежде чем пройти повторное тестирование на MSL (повторное тестирование 1). На следующий день участники будут повторно оценены по MSL для 24-часового тестирования удержания (повторное тестирование 2).

Во время эксперимента 2 будут выполняться те же процедуры, что и описанные выше, за исключением того, что участники выучат две новые последовательности пальцев, которые сопровождаются слуховыми сигналами, с помощью последовательной задачи времени реакции (SRT). Для SRT участники просматривают ряд пустых квадратов, представленных в середине экрана, и каждый раз, когда квадрат выделяется, участнику предлагается как можно быстрее и точнее коснуться пальца, пространственно связанного с этим квадратом, т. е. задание на время реакции. Таким образом, разница между заданием MSL в эксперименте 1 и заданием SRT в эксперименте 2 заключается в том, что во время эксперимента 1 участники самостоятельно инициируют последовательность, которая им явно показана, тогда как в эксперименте 2 последовательность является подсказкой. Порядок блоков последовательности во время обучения и повторного тестирования, а также последовательность, выбранная для TMR, будут рандомизированы среди участников. Производительность обеих последовательностей будет повторно оцениваться после перерыва и снова при удержании в течение 24 часов без слуховых сигналов.

Тестам MSL и SRT в обоих экспериментах будет предшествовать тест на психомоторную бдительность в качестве объективной меры бдительности участников в течение дня, и он будет включать одно- и двухзадачное состояние.

Расчет мощности:

На основании выводов Terpening et al. (2013) и Дэн и др. (2015), в соответствии с нашим анализом мощности, основанным на результатах MSL с использованием β = 0,20 и α = 0,05, потребуется минимум 16 субъектов в группе (NAP, WAKE), чтобы обнаружить значительную разницу между группами. Чтобы учесть потенциальное отсев, цель набора установлена ​​на 20% выше, чтобы обеспечить адекватную мощность в нашем окончательном анализе. Таким образом, для эксперимента 1 будут набраны в общей сложности 40 пациентов с БП и 40 здоровых пожилых людей (т. 20 в каждой группе NAP/WAKE). На данный момент наилучшая выборочная оценка для эксперимента 2 основана на предыдущих исследованиях TMR у молодых людей, в которых также участвовало 16 человек в каждой группе сна/бодрствования (Antony et al. 2012). Таким образом, мы будем стремиться набрать в общей сложности 20 PD и 20 здоровых пожилых людей для эксперимента 2, что опять-таки составляет 20% потенциального отсева.