Inverkan av träning på ögonblinkkonditionering vid spinocerebellära ataxi

Spinocerebellära ataxi är en grupp av störningar som orsakar allvarliga funktionshinder på grund av progressiv inkoordination. Utan några FDA-godkända läkemedel finns det ett kritiskt behov av att hitta effektiva behandlingar. Forskargruppen har visat att högintensiv aerob träning, definierad som 30 minuters träningspass, 5 gånger per vecka vid över 80 % maxpuls, är en potentiell behandling som orsakar kliniskt signifikanta förbättringar av ataxisymptom efter 6 månader jämfört med hemmabalans. Träning. Det är dock oklart om aerob träning inducerar neuroplastiska förändringar i den skadade lillhjärnan för att förbättra motorisk inlärning, eller om förbättringar främst beror på ökad benstyrka och uthållighet som hjälper till att kompensera för balansbrist.

För att undersöka effekten av aerob träning på cerebellärt beroende motorisk inlärning, föreslår forskargruppen att använda ögonblinkkonditionering. I detta paradigm används en ovillkorlig stimulans, såsom en ljusblixt, för att framkalla en reflexiv blinkning. När en neutral betingad stimulans, såsom en ton, paras upprepade gånger med ljusblixten, lär sig individer att blinka med ögonen som svar på tonen (betingad respons). Omfattningen av inlärningen mäts av andelen försök som resulterar i ett betingat svar eller den genomsnittliga förändringen i betingad svarsamplitud. Tyvärr används inte ögonblinkkonditionering ofta i kliniska studier på grund av de höga kostnaderna, omfattande programmerings- och datahanteringsförmåga som behövs för att tolka data och behovet av flera personliga besök för att fastställa omfattningen av lärandet.

I ett försök att övervinna dessa barriärer utvecklade forskargruppens medarbetare nyligen iBlink, en applikation för smartphonen som kan testa ögonblinkkonditionering på distans. Denna applikation är låg kostnad, enkel för deltagarna att använda hemma och producerar lätttolkbara data. Dessutom har forskargruppen visat att iBlink kan användas för att fastställa förändringar i ögonblinkkonditionering på grund av aerob träning hos friska individer. Därför kommer målet med denna pilotstudie att vara att använda iBlink-applikationen för att studera effekten av träning på ögonblinkkonditionering som en proxy för motorisk inlärning vid spinocerebellära ataxi.

Syfte 1) Att avgöra om individer med spinocerebellär ataxi har underskott i ögonblinkkonditionering med iBlink. Tidigare studier tyder på att individer med spinocerebellär ataxi 3, 6 och Fredrichs ataxi har nedsatt ögonblinkkonditionering, men det är oklart om detta är sant för andra ataxityper. Således kommer utredarna att rekrytera individer med olika typer av spinocerebellär ataxi och jämföra ögonblinkkonditionering med ålders- och könsmatchade friska kontroller (baslinjetillstånd). Forskarna antar att alla deltagare med spinocerebellär ataxi kommer att ha nedsatt ögonblinkkonditionering jämfört med friska kontroller, men deltagare med spinocerebellär ataxityper som orsakar oculomotoriska underskott kommer att ha mer funktionsnedsättning än individer med andra ataxityper.

Syfte 2) Inverkan av akut aerob träning på ögonblinkkonditionering vid spinocerebellära ataxi. Akut aerob träning ökar den betingade svarsfrekvensen hos friska individer, och denna förbättring är större hos fysiskt aktiva individer jämfört med stillasittande personer. För denna studie kommer deltagare med spinocerebellär ataxi att klassificeras som stillasittande eller fysiskt aktiva med hjälp av Global Physical Activity Questionnaire. Därefter kommer deltagarna att uppmanas att utföra 30 minuters akut aerob träning med måttlig intensitet (~75 % maxpuls) under 5 dagar i följd. Omedelbart efter varje träning kommer deltagarna att använda iBlink och resultaten kommer att jämföras med baslinjetillståndet (Mål 1). Utredarna antar att alla deltagare med ataxi kommer att få förbättringar i ögonblinkkonditionering (ökad medelförändring i betingad responsamplitud) efter akut aerob träning, men de som är mer fysiskt aktiva kommer att få mer förbättring med träning.

Syfte 3) Inverkan av långvarig aerob träning på ögonblinkkonditionering vid spinocerebellära ataxi. Deltagarna kommer att randomiseras till antingen hemmabalans eller aerob träning under 6 månader. Deltagarna kommer att genomgå ögonblinkkonditionering med iBlink vid baslinjen, 3-, 6- och 9-månader. Ataxisymtom kommer också att bestämmas med hjälp av fjärrvideoskalan för bedömning och bedömning av ataxi (SARAhome) vid varje bedömning. Utredarna antar att individer i den aeroba gruppen kommer att ha förbättrad ögonblinkkonditionering jämfört med balansträningsgruppen. Vidare förväntar sig forskarna att förbättringar av SARA-poäng kommer att korrelera med förbättringar av ögonblinkkonditionering, vilket stöder att den aeroba träningen inducerar neuroplastiska förändringar i lillhjärnan.

Klinisk betydelse: Aerob träning visar lovande som en behandling för spinocerebellär ataxi, men mekanismen för förbättring är oklar. Denna studie tar upp om aerob träning kan förbättra motorisk inlärning hos individer med cerebellär degeneration. Det kommer också att hjälpa till att validera användningen av iBlink-applikationen som ett enkelt, billigt och avlägset sätt att testa ögonblinkkonditionering. Således kan ögonblinkkonditionering lättare användas för att övervaka spinocerebellära ataxi eller användas som ett resultatmått i framtida kliniska studier.