Kognitiv träning för sanering av funktionell hjärnhälsa vid HIV

De typiska mönstren av kognitiva brister i HIV återspeglar försämrad hjärnnätverksfunktion, troligen på grund av en kombination av hjärnans hälsaförolämpningar: vissa generiska (åldrande), andra HIV-specifika (inflammation, diffus demyelinisering och inneboende sårbarhet som varierar mellan individer). I enlighet med detta synsätt är de kognitiva domänerna som drabbas mest de som är beroende av utökade nätverk (t.ex. uppmärksamhet och exekutiva funktioner som förlitar sig på fronto-parietala och fronto-striatala kretsar), utsökt timing (psykomotorisk funktion), eller båda. Dessa nätverksbaserade kognitiva funktioner är sårbara, men de är också motståndskraftiga: det finns en hög grad av inlärningsberoende plasticitet i nätverk som involverar frontalloberna. Detta hävdar att de kognitiva bristerna i HIV kan vara mottagliga för åtgärdande genom kognitiv träning, och föreslår mekanismer genom vilka detta kan inträffa. Det finns många former av kognitiv rehabilitering; tillvägagångssätt som drar fördel av framsteg i vår förståelse av mekanismerna för neuroplasticitet och de neurala systemen som stöder mänsklig kognition kommer sannolikt att ge högst avkastning. I denna studie kommer vi att använda oss av plasticitetsbaserad adaptiv kognitiv remediering (PACR), en kraftfull metod för att utnyttja denna plastiska potential. Konceptuellt tillämpar PACR välförstådda tekniker som härrör från hjärnans plasticitet och implicit/procedurell/perceptuell inlärning för att förbättra hastigheten och noggrannheten i informationsbearbetningen, med övningar som är utformade för att driva generaliserade förbättringar. Samtidigt engagerar dessa övningar kraftigt neuromodulerande system för att återupprätta sin normala kontroll över inlärning och minne. När en individ återställer dessa försämrade förmågor genom intensiv procedurinlärning, förbättras kodningen av naturalistisk information avsevärt, och alla resulterande deklarativa minne och kognitiva funktioner baserade på kvaliteten på den inkommande informationen förbättras också nödvändigtvis, vilket leder till förbättringar som generaliserar utöver de tränade uppgifterna. . Flera randomiserade kontrollerade studier har nu visat att PACR förbättrar kognitiva och funktionella förmågor hos patientpopulationer med kognitiv dysfunktion liknande i typ och omfattning som patienter med kognitiva brister på grund av HIV.

PACR körs i en webbläsare på vilken internetansluten dator som helst och implementeras i ett engagerande spelliknande format. Deltagaren väljer en av de kognitiva övningarna som är schemalagda för dagen och utför den övningen i femton minuter. Själva övningen innehåller de centrala vetenskapsstimulierna och uppgiften inbyggd i en spelliknande upplevelse. Deltagarna utför tio till hundratals försök under loppet av den femton minuter långa sessionen, där varje försök ger auditiv och visuell feedback och belöningar för att indikera om försöket utfördes korrekt eller felaktigt. Efter varje försök uppdateras svårighetsgraden för nästa försök för att säkerställa att under en session får deltagaren ~85% av försöken korrekta. Därför är träningen individuellt anpassad för att maximera dess effektivitet. Sammanfattningsskärmar inklusive spelmått (poäng, nivåer) och träningsmått (användning, framsteg) visas för deltagaren i slutet av varje pass. Schemaläggningsmekanismen säkerställer att en patient går vidare genom övningarna i en definierad ordning, i allmänhet går från enklare (tidig sensorisk bearbetning) övningar till mer komplexa (multimodala, kognitiv kontroll) övningar under loppet av 8 veckors erfarenhet. Vid varje tidpunkt har deltagaren endast tillgång till en delmängd (vanligtvis sex) av dessa övningar, varav fyra utförs per dag.

Varje övning har specifika kriterier för slutförande, och efter att dessa kriterier är uppfyllda tas övningen bort från den aktiva uppsättningen och nästa övning läggs till. Denna mekanism säkerställer både pågående nyhet och engagemang för deltagaren, och att deltagaren går smidigt igenom hela uppsättningen av övningar under programmets användningsperiod.

Fri tillgång kommer att ges till PACR-programmet, och ett skräddarsytt kognitivt träningsprogram kommer att utvecklas på både franska och engelska, specifikt inriktat på domäner och mekanismer som är mest drabbade av hiv. Detta kommer att innefatta val av de mest lämpliga utbildningsmodulerna (12 är planerade) och optimering av den webbaserade presentationen och feedback för att säkerställa acceptans för denna målgrupp.

Behandlingsmålet kommer att vara användning av det tilldelade programmet i 30 minuters sessioner, fem sessioner per vecka, i 8 veckor efter randomisering; programanvändning kommer att vara valfri blandning av hemma (eller gemenskapsinternetresurs) eller sessioner på kliniken.

Resultatet blir svarsstatus (definierad som förbättring av >0,5 logits) på B-CAM. Med antagandet att resultatet är hämtat från en binomialfördelning med en förväntad sannolikhet för svar på 10 % (n=3) utan intervention, kommer 30 försökspersoner i den omedelbara träningsgruppen att tillåta upptäckt av ett positivt svar vid P<0,05 om 7 eller fler personer svarar. De observerade svaren i båda grupperna kommer att ge mer exakta uppskattningar för att planera för en uppskalning av detta arbete till en fullständig prövning. En utforskande analys kommer att utvärdera responsen hos endast de som genomfört minst 60 % av träningspassen, med insikt om att kraften här kommer att minska, men informationen är ändå viktig.

Deltagare från båda grupperna kommer också att jämföras med alla som är berättigade till randomisering till denna intervention i plattformen som helhet. Generaliserade skattningsekvationer (GEE) kommer att användas som ett sekundärt, mer allmänt tillvägagångssätt här som tillåter modellering av andra tidpunkter och beaktande av andra utfall. Detta tillgodoser antingen binära (svararstatus) eller kontinuerliga (poäng på kognitiva test) resultat. Denna analys använder en regressionsmodell, men klustring av utfall inom tiden kontrolleras. För binära utfall uttrycks effekten av grupp (omedelbar eller kontroll) som en oddskvot; för kontinuerliga utfall är parametern en effektstorlek som motsvarar ett justerat parat-t-test. En interaktionsterm testar om effekten skilde sig åt mellan olika grupper (dvs. var större i den omedelbara träningsgruppen enligt hypotesen).

Ytterligare analyser kommer att användas för att förklara förändringar i B-CAM-poäng som en funktion av förväntade förändringar från interventionen. Eftersom interventionskohorten är liten kommer vi att använda konkordansparametrar, snarare än en regressionsmodell, för att kvantifiera i vilken grad förändringar i hypotetiska mekanismer som interventionerna fungerar överensstämmer (på individnivå) med förändringar i utfallen (kognitiv förmåga). ).