Hjärna och beteendepåverkan på motorisk inlärning vid multipel skleros

Multipel skleros (MS) kännetecknas av episodiska attacker där det finns kraftiga nedgångar i fysisk funktion. Även om neurorehabilitering är den mest lovande kliniska strategin för motorisk återhämtning hos patienter med MS, är behandlingssvar och resultat blandade. Detta beror kanske på att varje individ med MS har olika förmåga att förbättras med rehabilitering, och denna kapacitet kan baseras på en mängd olika baslinjefaktorer, såsom sjukdomslängd, motivation, kognitiv status och integritet hos underliggande hjärnstrukturer. En bättre förståelse för vilka "nyckelingredienser" som underlättar återinlärning av motoriska färdigheter under neurorehabilitering är kritiskt nödvändig. Mycket av rehabiliteringens fokus ligger på att lära om motorik. Det inledande skedet av att lära sig en motorik kräver ofta explicit koncentration på detaljerna i rörelsen. När man blir mer skicklig i motoriken blir det mindre uppmärksamhetskrävande och mer automatiskt. De som kan utföra motoriska färdigheter mer automatiskt kommer att bättre kunna hantera de extra kraven för en sekundär uppgift; sålunda kan kapaciteten för prestanda med dubbla uppgifter användas som ett index på automatik. Individer med MS upplever demyelinisering som påverkar hjärnområden som är avgörande för motorisk inlärning. De specifika kliniska och patologiska variablerna som underlättar kapacitet för motorisk inlärning hos personer med MS har dock inte identifierats. Identifiering av sådana variabler skulle kunna utnyttjas för att fastställa en patients förmåga att dra nytta av neurorehabilitering i början och potentiellt för att maximera motorisk inlärning under rehabilitering för personer med MS. Det finns därför ett akut behov av att fastställa de nyckelingredienser som är starkast förknippade med framgångsrik återinlärning av motorik hos MS-patienter.

Vårt långsiktiga mål är att utveckla individualiserad rehabilitering för personer med MS. Vårt övergripande mål i denna ansökan är att identifiera kliniska och patologiska variabler associerade med framgångsrik återinlärning av motoriska färdigheter. Vår centrala hypotes, baserad på preliminära data, är att förmågan att lära sig att göra nya rörelser automatiskt uppstår över ett dynamiskt område och är en funktion av tillgänglig kognitiv bearbetningshastighet och integriteten hos kortikospinalkanalen och överlägsna cerebellära pedunkler. Vi kommer att testa dessa hypoteser genom att rekrytera 146 individer med skov-remitterande MS för att delta i en mekanistisk studie som inte är utformad för att vara en terapeutisk intervention. Deltagarna kommer att slutföra baslinjetestning (inklusive neuroimaging, kognitiva tester och prestanda med dubbla uppgifter) följt av 4 dagars träning i en utmanande balansuppgift. Efter en 2-dagars uttvättningsperiod kommer deltagarna att återvända för eftertestning (inklusive dual-task prestation på en dubbelbalans och arbetsminnesuppgift). Bakgrunden till den föreslagna forskningen är att identifiering av nyckelingredienser förknippade med förmågan att förvärva motoriska färdigheter skulle möjliggöra mer riktad rehabiliteringsprogrammering, och därigenom förbättra patientresultaten och minska sjukvårdskostnaderna.

Vid slutförandet av den föreslagna forskningen förväntar vi oss att förstå mer om förmågan för individer med MS att förbättras med motorisk träning, och några av de nyckelingredienser som hjälper till att förutsäga en framgångsrik förändring mot uppgiftsautomatik, en kritisk komponent i framgångsrik neurorehabilitering. Resultaten av detta förslag kommer att underlätta utvecklingen av prediktorer för motorisk återhämtning, som behövs för att förbättra rehabiliteringsresultaten för individer med MS och andra neurodegenerativa sjukdomar.