Връзката между умората и клинично достъпна мярка за превключване при индивиди с множествена склероза

Резюме

Обективен:

Проверихме дали умората при множествена склероза (МС) е свързана с процесите на превключване, когато превключването се измерва чрез теста за създаване на следи (TMT).

Множествената склероза е неврологично заболяване, което засяга движението, зрението, езика и когнитивните способности на човек. Въпреки това, дори и с това заболяване, ние все още можем активно да се справим и да подобрим паметта си.

Първо, можем да подобрим паметта си чрез упражнения. Изследванията показват, че упражненията са от решаващо значение за здравето и оцеляването на невроните. За хората с МС са необходими умерени упражнения, за да поддържат тялото и мозъка си здрави. Например редовните аеробни упражнения, като ходене, джогинг или плуване, могат да подобрят кръвообращението и невронните връзки в мозъка.

Второ, можем да се опитаме да овладеем нови умения, което е много важно предизвикателство за мозъците на хората. Усвояването на нови умения стимулира невронните връзки и помага на мозъка ни да съхранява информация по-ефективно. Например опитът да научим нов език, изучаването на музикален инструмент или опитът да научим занаят може да упражни мозъка ни и да подобри паметта ни.

Освен това можем да променим хранителните си навици. Някои хранителни вещества, съдържащи се в нашите ястия, могат да помогнат на мозъка ни да функционира по-здравословно. Например омега-3 мастните киселини подобряват функционирането на нервната система и помагат на мозъка ни да обработва информацията по-ефективно.

В обобщение, въпреки че наличието на МС може да повлияе на паметта и когнитивните ни способности, ние все още можем да подобрим паметта си и да поддържаме мозъка си здрав чрез подходящи упражнения, научаване на нови умения и промяна на хранителните ни навици. Вижда се, че трябва да подобрим паметта си. Cistanche deserticola може значително да подобри паметта, тъй като Cistanche deserticola е традиционен китайски лекарствен материал с много уникални ефекти, един от които е да подобрява паметта. Ефикасността на мляното месо идва от различните активни съставки, които съдържа, включително киселина, полизахариди, флавоноиди и др. Тези съставки могат да насърчат здравето на мозъка по различни начини.

Кликнете върху Познаване на краткосрочната памет как да се подобри

Метод:

Осемдесет и трима участници с МС бяха подложени на набор от стандартизирани тестове за превключване, работна памет и скорост на обработка. Обикновените регресионни модели на най-малките квадрати бяха използвани за оценка на връзката между тежестта на умората и превключването над и отвъд вниманието, работната памет и скоростта на обработка.

Резултати:

Открихме отрицателна връзка между ефективността на TMT и оценката за тежест на умората. Когато мерките за скоростта на обработка и работната памет бяха включени в модела, мярката за превключване продължи да допринася уникално за тежестта на умората.

Изводи:

Може да има уникална връзка между умората и процесите на превключване, които могат да бъдат идентифицирани чрез клинични мерки за превключване. Бъдещите изследвания трябва да продължат да изследват тази връзка, като използват както поведенчески, така и невронни маркери за тестване на модели на умора, за да идентифицират в крайна сметка конкретни цели за интервенция.

Ключови думи:

Множествена склероза; Оценяване; Изпълнителни функции

Въведение

Умората се наблюдава при 27%–95% от индивидите с неврологични синдроми, включително множествена склероза (МС), болест на Паркинсон, инсулт, миастения гравис и травматично мозъчно увреждане (Kluger, Krupp, & Enoka, 2013). При МС умората е често срещан и инвалидизиращ симптом, който влияе отрицателно върху изпълнението на ежедневните дейности, работата и качеството на живот (Krupp, Serafin, & Christodoulou, 2010). Въпреки разпространението и отрицателното му въздействие, точните механизми, които допринасят за умората, остават неясни. Като такива, ефективните механизми и ограничения на обикновено препоръчваните физически упражнения или фармацевтични продукти за управление на умората също остават неясни (Heine, van de Port, Rietberg, van Wegen, & Kwakkel, 2015; Nourbakhsh et al., 2021). За по-добра оценка и лечение умора, трябва да изясним основните механизми на симптома.

В литературата по когнитивна невронаука изследователите предполагат, че дисфункцията във фронтостриаталната верига е централна за умората (Chaudhuri & Behan, 2000; Dobryakova, DeLuca, Genova, & Wylie, 2013). Префронталните системи, участващи във фронтостриаталната верига (напр. префронтален кортекс; PFC), също са подчертани в рамката на разходите и ползите, описана от Boksemand Tops (2008), която постулира, че умората е резултат от несъответствие между количеството усилия и необходимото и получено възнаграждение за задача. Подкрепата за тези възгледи идва от изследване, което демонстрира връзка между умората при изпълнение на когнитивни задачи и процесите на когнитивния контрол (Shenhav, Cohen, & Botvinick, 2016).

Когнитивните контролни функции могат да бъдат широко разделени на различни компоненти, включително превключване (Szczepanski & Knight, 2014). Някои констатации в изследванията на умората подчертават, че само задачите за внимание и бдителност са най-свързани с умората (Hanken, Eling, & Hildebrandt, 2015), докато други показват, че задачите, включващи когнитивни контролни функции, водят до увеличено време за реакция или повече грешки с нарастваща умора (Lorist и др., 2000). Важно е, че изследването на умората показа, че уморените индивиди демонстрират повече дефицити в производителността при изпълнение на функционални задачи (напр. Тест за сортиране на карти в Уисконсин) в сравнение със задачи, които изискват от индивидите да поддържат и възпроизвеждат информация (напр. диапазон от цифри) (van der Linden, Frese, & Meijman, 2003 г. ).

Префронталните области в мозъка, свързани с когнитивния контрол, се считат за съществени за способността за превключване на задачи (Herd et al., 2014). Превключването на задачи разчита на поддържане на представяне на правило за задача, за да се отговори правилно на стимул, както и на инхибиращ контрол, за да се предотврати изпълнението на грешно правило за задача (Monsell, 2003). Наред с поведенческите изследвания, показващи асоциации между умората и когнитивните контролни процеси, невроизобразителните изследвания също показват връзка между умората и повишената церебрална активация във фронтостриаталните области (Dobryakova et al., 2013). Като се имат предвид връзките между умората и когнитивните контролни процеси в поведенческите и невроизобразителните изследвания, ние се интересувахме от специфичната връзка между превключването и умората, използвайки обща и клинично достъпна невропсихологична мярка за превключване.

В невропсихологичната оценка тестът за създаване на пътека (TMT) е един от най-широко използваните инструменти за измерване на скоростта на когнитивната обработка и когнитивния контрол (Strauss et al., 2006). TMT A изисква главно визуално-перцептивни способности, внимание и графомоторна скорост, докато TMT B отразява основно работната памет и способността за превключване на задачи. Доказано е, че разликата между тези подтестове (BA) минимизира изискванията за визуална и работна памет, осигурявайки сравнително чист индикатор за способностите за когнитивен контрол, по-специално за превключване (Sánchez-Cubillo et al., 2009). TMT също е силно свързан с префронталните региони. По-конкретно, изследванията показват, че левият PFC е критичен регион за изискванията за обработка на TMT (Miskin et al., 2016) и е силно свързан с когнитивния контрол (Szczepanski & Knight, 2014).

Освен това TMT е лесен за администриране и обикновено отнема<5 min to complete while maintaining sensitivity comparable to other longer and more complex neuropsychological measures of cognitive control functioning (e.g., Wisconsin Card Sorting Test). Together, the TMT's psychometric reliability and sensitivity to cognitive control dysfunction in individuals, and its administrative simplicity, make it a clinically efficient behavioral measure of switching. A specific relationship between switching processes and fatigue could suggest that prefrontal regions mediating cognitive control and switching processes may be specifically linked to fatigue. Moreover, the relationship between switching and fatigue could be captured using a readily available and utilized neuropsychological measure of switching.

Настоящото проучване изследва връзката между клинична мярка за превключване и умора. Ние предположихме, че представянето на мярка за превключване ще бъде свързано с повишена умора. Като се има предвид ролята на скоростта на обработка и работната памет в когнитивния контрол и тъй като и двете са замесени в МС, тествахме допълнително дали превключването е специфичен процес на когнитивен контрол, свързан с умората. Ние прогнозирахме, че клинична мярка за превключване ще бъде свързана с умора, над и отвъд клиничните мерки на работната памет и скоростта на обработка.

Методи

Участници и процедури

Участниците бяха избрани от съществуващи проучвания на невропсихологичното функциониране при МС. Участниците в МС бяха наети в университета Дрексъл от по-голямата част на Филаделфия и чрез амбулаторна клиника на Центъра за цялостна множествена склероза в университетската болница Джеферсън. Комбинираният набор от данни включва 84 индивида с клинично определена МС, потвърдена чрез преглед на медицински досиета, предоставени от лекуващ лекар. Трябва да се отбележи, че по време на набирането участниците отговарят на критериите на McDonald от 2011 г. за диагностициране на МС. Участниците са на възраст от 18 до 60 години, с диагноза МС (всички подтипове) в продължение на най-малко 1 година, най-малко 30 дни след последното им обостряне и не са докладвали текуща употреба на кортикостероиди или стимуланти. Всички участници не са имали друго неврологично заболяване, психиатрично заболяване, психоза, злоупотреба с вещества или текуща употреба на лекарства, за които е доказано, че влияят неблагоприятно върху когнитивните способности към момента на записване.

Протоколът на това проучване получи предварително одобрение от институционалния съвет за преглед, отговорен за етичните стандарти в DrexelUniversity. Всички участници са дали писмено информирано съгласие преди да участват в това проучване. Изследователските посещения в проучванията продължиха 2 часа и включваха демографска и невропсихологична оценка.

Оценка на умората

Използвахме скалата за тежест на умората (FSS), за да измерим умората на участниците. FSS е 9-скала с точки, валидирана в различни клинични, поведенчески и невроизобразяващи изследвания за изследване на умората и по-специално на умората при МС (Krupp, 1989). Всеки от деветте елемента се попълва по скала за оценка от едно до седем, а крайният резултат е сборът от деветте оценки. Субектите бяха помолени да оценят умората, която са изпитали през предходната седмица.

Невропсихологична оценка

Следните специфични невропсихологични мерки бяха избрани сред тези, които обикновено се предлагат в предишни проучвания, за да тестват нашите специфични хипотези. Мерките от специфичен интерес включват превключване, внимание, работна памет и скорост на обработка. Части A и B от TMT бяха администрирани и записани като общо време в секунди. Резултатът на разликата (BA) измерва способността за превключване (Sánchez-Cubillo et al., 2009) и служи като основната независима променлива от интерес. Тестът за серийно добавяне на PacedAuditory (PASAT) 2- измерва постоянното внимание и скоростта на обработка на информацията. PASAT също се смята, че има изисквания за работна памет. Тестът за модалности на символните цифри (SDMT) (устна версия) измерва скоростта на обработка на информацията и работната памет и предлага друга модалност за контрол на работната памет и скоростта на обработка. За да смекчат потенциала за практически ефекти, участниците не са участвали в никакви невропсихологични тестове, които включват някоя от интересуващите ги мерки в продължение на поне 1 година.

статистически анализи

Всички анализи бяха проведени в R версия 3.6.2 (R: The R Project for Statistical Computing, 2020). Всички данни бяха проверени за нормалност и беше определено, че са в приемливи граници. За да се определи кои ковариати трябва да бъдат включени в нашите анализи и като се има предвид припокриването на клиничните мерки върху когнитивните области, корелациите на Spearman бяха използвани за изследване на връзките между възрастта, FSS резултат, TMT разлика, PASAT и SDMT мерки. Конструирахме два модела на линейна регресия, за да оценим величината на връзката между разликата в TMT и тежестта на умората, с FSS като зависима променлива. Първата регресия включваше само TMT разликата като предикторна променлива. Втората регресия е създадена с PASAT и SDMT като допълнителни предиктори, за да се гарантира, че ефектът от разликата в TMT върху тежестта на умората не се дължи на нито един измерен аспект на скоростта на обработка или аспектите на работната памет на TMT.

Резултати

От първоначалните 84 участници данните от един участник не бяха включени в основните анализи поради изпълнение на една единствена задача (8 SD над средната стойност), нарушавайки предположенията за статистическия тест. Следователно бяха анализирани данни от 83 лица (63 жени). Демографията на пациента и характеристиките на заболяването са описани в таблица 1.

Средният FSS резултат беше 40.56 (±13.64, диапазон 1{{10}}–63). Изчислихме корелациите на Spearman, за да изследваме връзката между тежестта на умората, възрастта и когнитивните мерки. Резултатът от FSS не корелира значително с представянето на TMT A, но FSS беше значително свързан с представянето на TMT B (0.22, p=.03). FSS значително корелира с ТМТ разликата в резултата (0.23, p <.01). Резултатът на разликата в TMT беше значително корелиран с TMT A (0.12, p < .001), TMT B (0.85,p < .{{ 40}}01), PASAT (-0,36, p < ,01) и SDMT (-0,43, p < ,001) ефективност. TMT A беше значително свързан с TMT B (0,58, p < 0,001), PASAT (-0,39, p < 0,001) и SDMT (-0,64, p < 0,001). TMT B също беше значително корелиран с PASAT (-0,51, p < 0,001) и ефективността на SDMT (-0,66, p < 0,001). Производителността на PASAT и ефективността на SDMT също са значително корелирани (0,51, p < 0,001). Не открихме други значими корелации между мерките. Обобщение на невропсихологичните мерки е представено в таблица 1.

Резултатите от регресия, изследващи връзката между FSS и разликите в TMT, са докладвани в Таблица 2. В съответствие с нашата хипотеза, разликата в TMT е значително свързана с FSS резултата, така че увеличаването на времето в TMT-B спрямо TMT-A (измерено в секунди) е свързано с a 0.21 (95% доверителен интервал [CI]: 0.05–0.36) увеличение на FSSscore, p {{1{{27 }}}} .009, R2=0.08, F(1, 81)=7.2, p=.008. Като се имат предвид корелациите между TMT разликата, PASAT, SDMT и FSS, ние извършихме втора регресия с PASAT и SDMT като допълнителни предиктори. В този модел PASAT и SDMT не са значими; въпреки това резултатът от разликата в TMT поддържа статистическа значимост (= 0.2, p =.03, 95% CI: 0.02–0.37) (вижте таблица 2).

Дискусия

Настоящото проучване изследва връзката между клинична мярка за превключване и умора в извадка от индивиди с МС. В съответствие с нашата хипотеза, нашите открития показват, че превключването, измерено чрез TMT, е свързано с повишена тежест на умората. Когато включихме мерки за скорост на обработка и работна памет в нашите анализи, открихме, че превключването е уникално свързано с умората.

Като цяло настоящите открития показват връзка между превключването и умората. Превключващото поведение поддържа изисквания за когнитивен контрол, които могат да бъдат уникално свързани с умората (Lorist et al., 2000). Много проучвания показват, че клиничната популация проявява повишена активация във фронталните и стриаталните области, свързани с когнитивния контрол по време на взискателни когнитивни задачи. Следователно, ако болестният процес на бялото вещество при МС засяга процесите на когнитивния контрол, които често се набират по време на когнитивни задачи и се свързват с усещане за усещане за усилие, и когнитивният контрол постоянно се набира в по-голяма степен, за да поддържа представянето, може да се получи умора. Тогава дисфункцията би обяснила повишената умора, изпитвана от индивиди с МС и потенциално други неврологични разстройства по време на трудни задачи, които изискват когнитивен контрол. По-специално, възможността умората да е фундаментално свързана с невронна дисфункция във веригите, които регулират усиления когнитивен контрол, по-специално по време на превключване на задачи, изисква допълнителни изследвания. Може да има други вериги или процеси, по-специално свързани с умората. В техния преглед Ханкен и колегите му (2015) предполагат, че умората влияе повече върху изпълнението на задачите за бдителност и бдителност, отколкото върху паметта, скоростта на обработка, езика или визуално-пространствените задачи. По-специално, техният преглед не изследва изрично когнитивния контрол като област на интерес. Въпреки че вниманието и бдителността са конструкции, необходими за успешно изпълнение на процеси на когнитивен контрол, включително превключване, бъдещите проучвания трябва да продължат да тестват дали умората е уникално свързана с области, които не изискват устойчиви изисквания за когнитивен контрол.

Нашите констатации също подкрепят и разширяват предишната работа, като показват връзка между умората и обективна мярка за превключване конкретно, използвайки резултата за разликата на TMT. Клиницистите и изследователите често разчитат на субективни доклади за умора; субективните доклади обаче могат да бъдат ограничени, тъй като разчитат на самооценки и предоставят малко информация за реалните или възприеманите причини за умората на индивида. Следователно клиничен инструмент, базиран на ефективността, би могъл да обоснове мерките за самооценка на умората, като предложи обективна мярка, свързана със съобщенията за умора. Трябва да се отбележи, че обективното представяне не е последователно свързано със самоотчитаните мерки в проучванията за умора (Benoit et al., 2019). Едно обяснение за несъответствието между самооценената умора и изпълнението на задачите е използването на задачи, които не са насочени към процеса на умора. Въпреки че настоящото проучване разкри малка връзка между разликата в резултата на TMT и умората, нашите констатации са в съответствие с проучването на Парк и Ларсън (2015), което, доколкото ни е известно, е единственото друго проучване, което изследва връзката между резултата на разликата в TMT и умората. Връзката между представянето на TMT (Johansson, Berglund, & Rönnbäck, 2009; Park & ​​Larson, 2015) или невропсихологичните тестове по-широко (Vercoulen et al., 1998) и умората е смесена в литературата. Нашето проучване разглежда специфичната връзка между когнитивното превключване и умората и констатациите подкрепят тези в литературата, които показват връзка между превключването и умората. Освен това, ние проверихме дали превключването, измерено от TMT, има уникална връзка с умората спрямо други тясно свързани когнитивни процеси.

Връзката, която открихме между TMT разликите в резултата и умората в сравнение с представянето на PASAT и SDMT предполага, че има уникална връзка между процесите, включени в TMT и умората. В рамките на подтестовете на TMT, връзката, която открихме между TMT-B и превключването, а не TMT-A, може да предполага, че TMT-B може да стимулира ефекта, който открихме за разликата в резултата на TMT. И в двата случая тези открития допълнително подкрепят връзката между превключването и умората. Като се има предвид връзката между представянето на мярката за превключване и докладваната умора, дисфункцията в процесите, необходими за успешното изпълнение на обективна мярка (напр. когнитивен контрол за превключване в TMT), може да бъде централна за умората на индивида. Ако обратното е вярно, основните механизми на умората за този индивид може да идват от друг източник. Независимо от това, идентифицирането на подходяща поведенческа задача, която демонстрира обективно представяне, съответстващо на субективната умора, би имало значителни последици за техниките за оценка и интервенция.

Има няколко ограничения за това проучване. Преди всичко бяхме ограничени от ретроспективния характер на изследването и данните, с които разполагахме. Например, не разполагахме с функционален статус на МС или психосоциални мерки (напр. мерки за депресия), които да включим в нашите анализи. Въпреки че участниците бяха изключени въз основа на активна депресия, важно е бъдещите изследвания да включват и отчитат емоционалното състояние на участниците и въздействието, което то може да има върху представянето и интерпретацията на резултатите (Strober & Arnett, 2005). В допълнение, умората е многостранна конструкция, като обикновено се смята, че се състои от физически и когнитивни измерения. По този начин препратките на когнитивната невронаука към фронтостриаталната верига и умората са предимно в контекста на когнитивната умора. Въпросите за FSS не разграничават ясно когнитивната от физическата умора и вместо това отразяват по-глобална оценка на конструкцията. Въпреки че различните мерки за умора са силно свързани с FSS, бъдещите проучвания могат да обмислят използването на инструмент за измерване, специфичен за или отделно измерващ различните измерения на умората. Друго ограничение е, че отчетените ефекти са специфични за пациенти с МС, следователно бъдещите проучвания трябва да включват контролна група за да помогне да се разграничи дали връзката между превключването и умората е специфична за MS или за индивиди, независимо от диагнозата MS.

Настоящото проучване използва често прилагана невропсихологична мярка за превключване, за да изследва връзката й с умората. Въпреки че нашите открития са до голяма степен корелационни, резултатите подкрепят и разширяват предишни проучвания, които използват по-сложни задачи за превключване за изследване на умората. Нашите резултати също са в съответствие с модели, които предполагат, че когнитивната умора е централна за префронталните процеси, които медиират изпълнението на превключване на задачи. Настоящите резултати предполагат, че превключването може да бъде конкретно замесено в преживяването на умора, може да бъде уловено с помощта на клинично ефективен невропсихологичен инструмент и че основният дефицит в процесите на превключване може да бъде централен за умората, изпитвана при МС. Бъдещите проучвания трябва изрично да тестват невробиологията на други когнитивни медиатори на умората, включително системи за мотивация и възнаграждение, както беше предложено от няколко изследователи (Boksem & Tops, 2008; Hockey, 2011). Бъдещите проучвания трябва също така да разширят връзката между превключване, усилие, награда и умора, за да идентифицират специфични поведенчески и невробиологични процеси за оценка и лечение на умората в бъдеще.

Финансиране

Тази работа беше подкрепена от Националното общество за множествена склероза по грант [RG 5164A4/2] към MTS. FE признава подкрепата от субсидията на Националния институт по здравеопазване [1F31NS122411-01]. JDM признава подкрепата от грантовете на Националния институт по здравеопазване [DP5-OD-021352-01, R01-DC-16800-01A1, R01-DC-014960-01A1, R01-AG-059763] и Министерството на армията грант [PRRMP 12902164].

Препратки

1. Benoit, C.-E., Solopchuk, O., Borragán, G., Carbonnelle, A., Van Durme, S., & Zénon, A. (2019). Избягването на когнитивните задачи корелира с намаляването на производителността, предизвикано от умората, но не и със субективната умора. Neuropsychologia, 123, 30–40.

2. Boksem, MAS, & Tops, M. (2008). Психическа умора: разходи и ползи. Изследвания на мозъка, 59 (1), 125–139.

3. Чаудхури, А. и Бехан, ПО (2000). Умора и базални ганглии. Вестник на неврологичните науки, 179 (S 1–2), 34–42.

4.Добрякова, Е., ДеЛука, Дж., Генова, Х.М., & Уайли, Г.Р. (2013). Невронни корелати на когнитивната умора: кортико-стриатална верига и дисбаланс на усилието и наградата. Вестник на Международното невропсихологично общество, 19 (8), 849–853.

5. Ханкен, К., Елинг, П. и Хилдебранд, Х. (2015). Има ли когнитивен подпис за умора, свързана с МС? Журнал за множествена склероза, 21 (4), 376–381.

6. Хайне, М., ван де Порт, И., Ритберг, М. Б., ван Веген, Е. Е. и Квакел, Г. (2015). Упражняваща терапия за умора при множествена склероза. База данни на Cochrane за системни прегледи. (9), 1–126.

7. Herd, SA, O'Reilly, RC, Hazy, TE, Chatham, CH, Brant, AM, & Friedman, NP (2014). Модел на невронна мрежа на индивидуалните различия в способностите за превключване на задачи. Невропсихология, 0, 375–389.

8. Хокей, GRJ (2011). Теория за мотивационен контрол на когнитивната умора. В PL Ackerman (Ed.), Когнитивна умора: Мултидисциплинарни перспективи за настоящите изследвания и бъдещи приложения (стр. 167–187). Американска психологическа асоциация, Вашингтон, окръг Колумбия.

9. Johansson, B., Berglund, P., & Rönnbäck, L. (2009). Психическа умора и нарушена обработка на информация след лека и средна черепно-мозъчна травма. BrainInjury, 23 (13–14), 1027–1040.

10. Kluger, BM, Krupp, LB, & Enoka, RM (2013). Умора и умора при неврологични заболявания: предложение за единна таксономия. Неврология, 80 (4), 409–416.

For more information:1950477648nn@gmail.com