Визуализация мозга и поведенческие изменения после тренировки движений пальцев с помощью сигналов у здоровых пожилых людей (NMSOA)

Обоснование: Музыкальные вмешательства, направленные на восстановление моторики, все чаще используются в клинических условиях для пациентов с двигательными нарушениями. В последние годы исследования начали демонстрировать механизм, лежащий в основе восстановления моторики при прослушивании музыки. Хотя исследования нейровизуализации начали выяснять нейронные корреляты движений, основанных на музыке, большинство этих исследований было проведено на молодых людях, тогда как средний возраст начала двигательных расстройств, которые являются целью музыкальной терапии, приходится на 6-е десятилетие жизни. Таким образом, в этом исследовании исследователи стремятся выяснить основные механизмы музыкального движения у здоровых пожилых людей, используя двигательное обучение, задание последовательности пальцев в музыкальном ритме. Результаты исследования имеют значение для двигательного обучения под музыку у стареющих людей и нейропластичности в пожилом возрасте, а также могут показать пользу добавления музыкальных сигналов к двигательной активности для двигательных, когнитивных и мотивационных результатов у пожилых людей.

Цель: Целью настоящего исследования является изучение структурных и функциональных нейронных коррелятов, а также изменений в поведенческих показателях и показателях самооценки при аудиовизуальной тренировке моторики на основе музыки по сравнению с идентичной тренировкой моторики с использованием только визуальных подсказок. Исследование фокусируется на изменениях белого вещества в качестве основной цели, поскольку исследователи интересуются связями между слуховыми и двигательными областями мозга, участвующими в двигательной тренировке под музыкальным сопровождением. В ходе исследования будет изучена активация мозга и изменения объема серого вещества как вторичные результаты нейровизуализации. Кроме того, в исследовании также будут рассмотрены улучшения в выполнении тренировочных задач (за пределами МРТ-сканера) и изменения в стандартизированных показателях двигательных и когнитивных функций, а также в показателях психологического благополучия, сообщаемых самостоятельно.

Основная гипотеза заключается в том, что группа, тренирующая моторику под музыку, продемонстрирует большую целостность белого вещества дугообразного пучка и большую плотность кортикальной толщины в моторных областях правого полушария мозга, противоположного тренируемой левой руке, а также большие изменения в мозге. активация при выполнении задания и в состоянии покоя. Ожидается, что музыкальная группа продемонстрирует большее улучшение в выполнении тренировочного задания и показателей двигательных и когнитивных функций, а также показателей самооценки благополучия (мотивация, настроение и опыт). В качестве исследовательской меры исследование оценит изменения во взаимодействии двух задач до и после тренировки как дальнюю меру тренировки, как в двигательной функции, так и в основной функции мозга.

Дизайн исследования: В 8-недельном продольном межгрупповом дизайне участники будут рандомизированы на две группы и будут участвовать в МРТ-сканировании до и после и поведенческих измерениях, проводимых в начале исследования (неделя 1) и в конце исследования (неделя 8). ). Обучение аудиовизуальной последовательности движений пальцев будет сравниваться с тренировкой той же двигательной последовательности только с визуальными подсказками. Участники будут оцениваться до и после 8-недельного обучения по МРТ и поведенческим измерениям.

Исследуемая популяция: для этого исследования будут привлечены в общей сложности 50 здоровых пожилых людей (60 лет и старше), которые рандомизированно разделены на две группы по 25 участников в каждой. Критериями включения являются правша (по данным Эдинбургского опросника рукопожатия), неврологически и физически здоровый взрослый человек в возрасте 60 лет и старше (предыдущий диагноз неврологического/психиатрического заболевания, бессимптомного и для которого не требуется лечения, по крайней мере, в течение 5 лет), другие стабильные состояния физического здоровья (можно включить отсутствие изменений в диагнозе или лечении за последние 2 года), нормальные для возраста когнитивные функции (по оценке ≥24 по шкале MMSE) , соответствующее возрасту нормальное или скорректированное зрение и слух, свободно говорящий по-голландски и в настоящее время не получающий музыкального образования. Участники должны иметь доступ к компьютеру для прохождения обучения дома. Участники будут набираться через различные каналы в Нидерландах, включая стареющие организации, (социальные) сети и веб-сайты по набору студентов для обучения.

Размер выборки: В предыдущем исследовании с продольным дизайном, в котором использовалась та же задача обучения у здоровых молодых людей, исследователи обнаружили эффект средней величины для изменений в трактах белого вещества, соединяющих слуховые и двигательные области (т. е. дугообразный пучок) в противоположном полушарии мозга. тренированная рука. Таким образом, предполагается, что размер выборки, необходимый для демонстрации аналогичного эффекта среднего размера, составит 22 на группу, однако это число увеличено до 25 здоровых пожилых участников на группу, чтобы учесть дополнительное выбывание на этапе анализа.

Вмешательство: две группы получат аналогичное вмешательство в обучение последовательности движений пальцев по визуальным сигналам с (или без) ритмической слуховой стимуляцией. Перед измерением базового уровня участники пройдут обучение выполнению этой задачи в лаборатории. Участники продолжат тренироваться дома онлайн на компьютере и клавиатуре по 20 минут за занятие 3 раза в неделю в течение 8 недель, всего 24 занятия. Группа «Музыка» будет тренировать последовательность пальцев с помощью визуальных подсказок синхронно с музыкальным ритмом, а группа «Контроль» получит такую ​​же визуальную стимуляцию без слухового компонента.

Основные параметры/конечные точки исследования: Основным параметром является изменение участков белого вещества, лежащих в основе слухо-моторных областей (дугообразных пучков) в полушарии мозга напротив тренируемой руки, контрастирующих до и после тренировки, а также между полушариями. Вторичные параметры МРТ фокусируются на изменениях толщины коры в первичных, премоторных и дополнительных двигательных областях, активации мозга в премоторной коре, связанной с выполнением задачи, и функциональной связи слухо-моторных областей в состоянии покоя. Производительность двигателя при выполнении задания последовательности движений по сигналу будет оцениваться путем измерения точности нажатия клавиш и стабильности времени синхронно с началом сигнала. Изменения в баллах стандартизированных двигательных и когнитивных показателей, а также анкетах по самооценке индексов мотивации и настроения будут сравниваться между группами и в разные моменты времени. В качестве исследовательского результата исследование также оценит изменения в взаимодействии двух задач до и после тренировки как в поведенческом плане, так и с точки зрения связанной с ней активности мозга во время выполнения задачи.