Hjärnavbildning och beteendeförändringar efter rörelseträning av fingersekvenser hos friska äldre vuxna (NMSOA)

Motiv: Musikinterventioner som riktar in sig på motorisk återhämtning används i allt större utsträckning i kliniska miljöer med motoriskt nedsatta patienter. Under de senaste åren har forskning börjat visa mekanismen bakom motorisk återhämtning genom att gå över till musik. Medan neuroimaging-studier började klarlägga de neurala korrelaten för musikbaserad rörelse, har de flesta av dessa studier utförts på unga vuxna, medan medelåldern vid uppkomsten av rörelsestörningar som är målet för musikterapi är under det sjätte decenniet av livet. Därför syftar utredarna i denna studie till att klargöra de underliggande mekanismerna för musikbaserad rörelse hos friska äldre vuxna med hjälp av en motorisk inlärningsuppgift, fingersekvensuppgift till en musikalisk rytm. Resultaten av studien har implikationer för motorisk inlärning med musik hos den åldrande människan och neural plasticitet i hög ålder, och kan avslöja fördelen med att lägga till musiksignaler till motoriska aktiviteter för motoriska, kognitiva och motiverande resultat hos äldre vuxna.

Mål: Målet med den aktuella studien är att undersöka strukturella och funktionella neurala korrelat, såväl som förändringar i beteende- och självrapporteringsmått för audiovisuell musikbaserad motorisk träning jämfört med en identisk motorisk träning med endast visuella signaler. Studien fokuserar på förändringar i vita substanser som det primära målet eftersom forskarna är intresserade av kopplingar mellan hörsel- och motorhjärnregioner som är inblandade i musikstyrd motorisk träning. Forskningen kommer att undersöka hjärnaktivering och förändringar i volymen av grå substans som sekundära neuroavbildningsresultat. Dessutom kommer studien också att undersöka förbättringar av den tränade uppgiften (utanför MRI-skannern), och förändringar av standardiserade mått på motorisk och kognitiv funktion, såväl som självrapporterande mått på psykologiskt välbefinnande.

Huvudhypotesen är att den musikbaserade motoriska träningsgruppen kommer att visa större vit substans integritet av den bågformade fasciculus och större täthet av kortikal tjocklek i motoriska områden i höger hjärnhalva motsatt den tränade vänstra handen, samt större förändringar i hjärnan aktivering medan du utför uppgiften och i vila. Musikgruppen förväntas visa större förbättringar av den tränade uppgiften och mått på motorisk och kognitiv funktion, samt självrapporterande mått på välbefinnande (motiverande, humör och erfarenhet). Som en explorativ åtgärd kommer studien att bedöma förändringar i dual-task interferens före och efter träningen som ett långt överföringsmått på träningen, både i motorisk funktion och den underliggande hjärnfunktionen.

Studiedesign: I en 8-veckors longitudinell design mellan grupper kommer deltagarna att randomiseras i två grupper och kommer att delta i MRI-skanningar och beteendemätningar före och efter, administrerade vid baslinjen (vecka 1) och slutet av studien (vecka 8) ). Inlärningen av en audiovisuell fingerrörelsesekvensuppgift kommer att jämföras med träning på samma motoriska sekvens med endast visuella signaler. Deltagarna kommer att bedömas före och efter den 8 veckor långa utbildningen om MRT och beteendeåtgärder.

Studiepopulation: Totalt 50 friska äldre vuxna (60 år och äldre) kommer att rekryteras till denna studie och randomiseras till två grupper om 25 deltagare vardera. Inklusionskriterier är att vara högerhänta (bedömda av Edinburgh Handedness Inventory), neurologiskt och fysiskt friska vuxna 60 år eller äldre (en tidigare diagnos av en neurologisk/psykiatrisk sjukdom som är symtomfri och för vilken ingen behandling var nödvändig under minst 5 år kan inkluderas), andra fysiska hälsotillstånd som är stabila (ingen förändring i diagnos eller behandling under de senaste 2 åren kan inkluderas), med åldersnormal kognitiv funktion (bedömd med en poäng på ≥24 på MMSE) , åldersanpassad normal eller korrigerad syn och hörselförmåga, talar flytande holländska och får för närvarande inte musikalisk träning. Deltagarna bör ha tillgång till en dator för att genomföra utbildningen hemma. Deltagare kommer att rekryteras genom olika kanaler i Nederländerna, inklusive åldrande organisationer, (sociala) medier och webbplatser för studierekrytering.

Provstorlek: I en tidigare studie med en longitudinell design som använder samma inlärningsuppgift hos friska unga vuxna, fann forskarna en medelstor effekt för förändringar i vita substanser som förbinder hörselregioner och motoriska regioner (d.v.s. bågformiga fasciculus) i hjärnhalvan mittemot. den tränade handen. Därför uppskattas det att urvalsstorleken som behövs för att visa en liknande medelstor effekt skulle vara 22 per grupp, men detta antal ökas till 25 friska äldre deltagare per grupp för att ta hänsyn till ytterligare bortfall i analysstadiet.

Intervention: Två grupper kommer att få en liknande intervention av fingersekvensinlärning efter visuella signaler med (eller utan) rytmisk auditiv stimulering. Deltagarna kommer att utbildas i uppgiften på laboratoriet innan baslinjeåtgärder. Deltagarna kommer att fortsätta träna hemma online på dator och tangentbord i 20 minuter per pass 3 gånger i veckan i 8 veckor för totalt 24 pass. Musikgruppen kommer att träna fingersekvensen med hjälp av visuella signaler synkront med en musikalisk rytm, medan kontrollgruppen kommer att få samma visuella stimulans utan hörselkomponent.

Huvudparametrar/endpoints i studien: Huvudparametern är förändring i vita substanser som ligger bakom hörselmotoriska regioner (arcuate fasciculus) i hjärnhalvan mittemot den tränade handen, kontrasterande före och efter träning och mellan hemisfärerna. Sekundära MRI-parametrar fokuserar på kortikala tjockleksförändringar i primära, premotoriska och kompletterande motoriska områden, uppgiftsrelaterad hjärnaktivering i premotorisk cortex och funktionell anslutning i vilotillstånd av hörselmotoriska regioner. Motorisk prestanda på den cued-motorsekvensuppgiften kommer att bedömas genom att mäta noggrannheten av tangenttryckningarna och timingstabiliteten synkront med köets början. Förändringar i poängen för standardiserade motoriska och kognitiva mått, och självrapporterade frågeformulär om motivations- och humörindex kommer att jämföras mellan grupper och tidpunkter. Som ett explorativt resultat kommer studien också att bedöma förändringar i dual-task interferens före och efter träningen både beteendemässigt och när det gäller associerad hjärnaktivitet under utförandet av uppgiften.