TrainingsProject Amsterdamse Senioren en Stroke
Let op! Aanmelden voor dit onderzoek is niet meer mogelijk
Doel van het onderzoek TAPASS
Onze hersenen veranderen als we ouder worden. Deze veranderingen zijn van invloed op de activiteit van de hersenen. U kunt dat misschien zelf merken, bijvoorbeeld doordat uw geheugen minder goed wordt, doordat het moeilijker wordt uw aandacht ergens bij te houden, of doordat het denken langzamer gaat. We weten dat het brein zich zowel op jonge als op oudere leeftijd goed aanpast wanneer het wordt gestimuleerd. De vraag is daarom of het mogelijk is negatieve effecten van veroudering te verminderen door middel van hersentraining.
Bij een beroerte vinden in zeer korte tijd veranderingen plaats in de hersenen. Ook dit gaat gepaard met achteruitgang van bepaalde functies. Ook mensen die een beroerte hebben gehad, hebben dus mogelijk baat bij stimulatie van de hersenen.
In het TrainingsProject Amsterdamse Senioren en Stroke (TAPASS) bekeken we wat de effecten zijn van dagelijkse training van de hersenen voor gezonde senioren en voor mensen die aan het herstellen zijn van een beroerte. Hiervoor gebruikten we verschillende versies van een “hersentrainer”.
Helpt brain training bij beroertes?
Dit is een samenvatting van het proefschrift Renate van de Ven
Een beroerte (ofwel cerebrovasculair accident; CVA) is een syndroom van functioneel verlies of beperkingen die ontstaat door hersenbeschadiging na het verstoppen of breken van een bloedvat in de hersenen. Mensen die een beroerte hebben doorgemaakt, hebben vaak een verlamming, afasie en cognitieve stoornissen, zoals geheugenproblemen of verminderde aandacht. Ook de zogeheten executieve functies zijn vaak aangedaan. Dit zijn denkprocessen die nodig zijn bij het doelgericht uitvoeren van een taak (zoals plannen, schakelen tussen taken en uitstellen van gedrag). Deze stoornissen en andere cognitieve klachten kunnen geruime tijd aanhouden, zelfs lang nadat de beroerte is ontstaan. Dit heeft vaak een negatieve invloed op de kwaliteit van leven. Daarom hebben we onderzocht of een computergestuurde cognitieve training, naast gangbare (medische) zorg, kan bijdragen aan het herstel na een beroerte. Meer specifiek hebben we gekeken wat de effecten zijn van een computergestuurde cognitieve flexibiliteittraining op het objectief en subjectief cognitief functioneren in vergelijking met een controletraining en een wachtlijst controleconditie. In dit hoofdstuk vatten we de belangrijkste resultaten samen en bespreken we de implicaties van dit onderzoek.
Computergestuurde training na niet-aangeboren hersenletsel
Om een overzicht te krijgen van het bewijs vanuit eerdere onderzoeken voor verbetering van cognitief functioneren en kwaliteit van leven na computergestuurde training, hebben we een systematische review uitgevoerd (hoofdstuk 2). Een training wordt gezien als effectief wanneer deze niet alleen verbeteringen teweegbrengt op de taken van de training zelf, maar ook op taken die niet zijn gebruikt tijdens de training (transfer effect), zoals het functioneren in activiteiten van het dagelijks leven. Twintig onderzoeken die de resultaten evalueerden van een computergestuurde cognitieve training gericht op het verbeteren van het geheugen, de aandacht, of de executieve functies na een niet-aangeboren hersenletsel werden geselecteerd.
De trainingsprogramma’s resulteerden in een betere prestatie op taken die erg leken op de trainingstaken (near transfer) en op taken die anders waren dan de trainingstaken (far transfer), alhoewel deze taken wel enigszins gerelateerd waren aan dat wat getraind werd (Akerlund, Esbjornsson, Sunnerhagen, & Bjorkdahl, 2013; De Luca et al., 2014; Lin et al., 2014; Lundqvist, Grundstrom, Samuelsson, & Ronnberg, 2010; Prokopenko et al., 2013; Westerberg et al., 2007). Echter, de computertraining resulteerde niet in grotere verbeteringen dan die van een actieve controlegroep (die een controletraining deed). Daarom zijn de resultaten zeer waarschijnlijk toe te schrijven aan placebo-effecten, het Hawthorne effect (het effect dat al ontstaat wanneer je meedoet aan een onderzoek, bijvoorbeeld door verwachtingen, persoonlijke aandacht en motivatie) of hertest effecten (Gray, Robertson, Pentland, & Anderson, 1992; Spikman, Boelen, Lamberts, Brouwer, & Fasotti, 2010).
Het bewijs voor verbetering in subjectief cognitief functioneren was evenmin overtuigend, maar er waren wel enkele near en far transfer effecten (Bjorkdahl, Akerlund, Svensson, & Esbjornsson, 2013; De Luca et al., 2014; Lundqvist et al., 2010; Westerberg et al., 2007). Ook hier waren de verbeteringen echter niet groter dan bij een actieve controlegroep (Spikman et al., 2010).
De weinige studies die de lange-termijn trainingseffecten onderzochten, lieten zien dat deze stabiel bleven (Akerlund et al., 2013; Bjorkdahl et al., 2013; Lundqvist et al., 2010; Ponsford & Kinsella, 1988; Spikman et al., 2010) of een aantal weken na afronding van de training groter werden (Gray et al., 1992).
De resultaten van de enige twee studies die onderzochten wat de neuronale effecten van de training waren, lieten een relatie zien tussen hersenconnectiviteit en cognitieve verbetering naar aanleiding van de training (Lin et al., 2014; Nordvik et al., 2012).
Een aantal methodologische tekortkomingen in de gepubliceerde onderzoeken hinderden de evaluatie van de effecten van computergestuurde training. Deelnemers en onderzoekers waren vaak niet blind voor toewijzing aan trainingsconditie (met andere woorden, men wist in welke groep de deelnemer zat). Dit kan placebo-effecten teweeg hebben gebracht, vooral bij de subjectieve uitkomstmaten. Slechts twee studies gebruikten een actieve controlegroep. Geen van de studies maakte gebruik van zowel een actieve als een passieve controlegroep om te controleren voor placebo-effecten en effecten die gerelateerd zijn aan de studie maar niet aan de training. Het is daarom onduidelijk welke verbeteringen daadwerkelijk komen door transfer effecten van de training. Veel studies gebruikten een groot aantal uitkomstmaten, maar corrigeerden niet voor het uitvoeren van meerdere statistische toetsen, wat de kans op het vinden van een fout-positief effect (type I fout) vergroot. Het blijft onduidelijk of de positieve resultaten gerepliceerd kunnen worden, omdat taken en vragenlijsten bijna nooit in meer dan één studie zijn gebruikt. Daarnaast werden de trainingsprogramma’s vaak niet compleet beschreven. Wanneer een training effectief leek, was dus niet altijd te achterhalen wat het effectieve trainingselement was. Slechts een klein aantal studies heeft onderzocht wat de lange-termijn en neurale effecten zijn van computergestuurde cognitieve training. Het blijft daardoor onzeker of mogelijke trainingseffecten blijvend zijn en of deze effecten komen door herstel in hersennetwerken.
Effecten van computergestuurde training op het executief functioneren na een beroerte
Met deze methodologische tekortkomingen in gedachten, hebben wij het TrainingsProject Amsterdamse Senioren en Stroke (TAPASS) opgezet (hoofdstuk 3) om te evalueren of het executief functioneren verbeterd kan worden na een beroerte. We hebben twee trainingsprogramma’s ontwikkeld, namelijk een interventietraining en een controletraining. Hierbij hebben we een website gebruikt die visueel stimulerende taken aanbiedt. Beide trainingen bestonden uit 58 sessies van een half uur die gedaan werden in een periode van 12 weken. De interventietraining bestond uit negen taken in de cognitieve domeinen aandacht, werkgeheugen en redeneren. Elke 3 minuten werd er een taak van een ander cognitief domein gepresenteerd om zo cognitieve flexibiliteit te stimuleren. De moeilijkheidsgraad van een taak paste zich aan de prestatie van de deelnemer aan (met andere woorden, was adaptief). De controletraining, daarentegen, bestond uit vier taken die niet het executief functioneren poogden te trainen. Cognitieve flexibiliteit werd niet getraind, aangezien iedere taak 10 minuten werd gedaan, voordat de volgende taak werd gepresenteerd. De taken waren niet adaptief; de deelnemers deden de taak op eenzelfde level gedurende een bepaalde periode. De wachtlijst controlegroep kreeg geen trainingsprogramma aangeboden. Net als de andere twee groepen ontving de wachtlijst controlegroep gangbare (medische) zorg, wat meestal inhield dat ze geen behandeling kregen.
Aan het onderzoek deden deelnemers mee die 3 maanden tot 5 jaar voorafgaand aan de studie een beroerte hadden gehad, die een gedocumenteerde cognitieve stoornis hadden na hun beroerte en die nog steeds cognitieve klachten hadden ten tijde van het begin van de studiedeelname. Deze 97 deelnemers werden random toegewezen aan de drie groepen. Degenen die begonnen met een training waren blind voor de soort training waaraan ze waren toegewezen. Objectief en subjectief cognitief functioneren werd gemeten op baseline (T0), na 6 weken trainen of wachten (T1), na 12 weken trainen of wachten (T2) en 4 weken na afronding van de training. De primaire uitkomstmaten waren vijf taken die het executief functioneren meten. De secundaire uitkomstmaten bestonden uit een inhibitietaak en zes samengestelde scores voor cognitieve flexibiliteit, aandacht, verbaal geheugen, werkgeheugen, redeneren en psychomotorische snelheid. De primaire subjectieve uitkomstmaten waren subjectief cognitief functioneren, subjectief executief functioneren, subjectieve afhankelijkheid bij instrumentele activiteiten in het dagelijks leven (IADL), subjectieve kwaliteit van leven en subjectieve beoordeling over participeren in de maatschappij. De secundaire subjectieve uitkomstmaten waren subjectief herstel na een beroerte, subjectieve depressieve symptomen, subjectieve maten van vermoeidheid en subjectieve cognitieve vooruitgang. Een naaste van de deelnemer rapporteerde ook het subjectief cognitief functioneren, subjectief executief functioneren en IADL.
De resultaten lieten zien dat alle groepen verbeterden op drie van de vijf executieve functietaken. De samengestelde scores van aandacht, redeneren en psychomotorische snelheid waren ook verbeterd (hoofdstuk 4). De verbeteringen bleven stabiel gedurende 4 weken na afronding van de training. Echter, de interventiegroep verbeterde niet meer dan de twee controlegroepen. We vonden dus geen overtuigend bewijs voor transfer effecten van training naar cognitief functioneren. Onze tijdseffecten repliceerden wel de positieve resultaten van studies die geen actieve en passieve controlecondities hebben gebruikt. De resultaten uit onze studie suggereren dat de uitkomsten van voorgaande onderzoeken die geen geschikte controlecondities hebben gebruikt, voorzichtig geïnterpreteerd moeten worden. Deze positieve resultaten zijn waarschijnlijk effecten die niet gerelateerd zijn aan de training.
Bij het subjectief cognitief functioneren zagen we vergelijkbare resultaten (hoofdstuk 5). Subjectief executief functioneren en subjectief cognitief functioneren verbeterden in alle groepen, maar de vooruitgang was niet groter in de interventiegroep dan in de twee controlegroepen. De naasten van de deelnemers merkten ook geen verbetering op na de training of wachtperiode. We hebben daarom geen overtuigend bewijs gevonden voor transfer effecten van training naar subjectief cognitief functioneren.
In hoofdstuk 6 omschrijven wij factoren die mogelijk van invloed zijn geweest op het uitblijven van een positief trainingseffect en geven we adviezen voor vervolgonderzoek. De belangrijkste punten zullen wij hier samenvatten. Omdat het executief functioneren vooral noodzakelijk is bij nieuwe taken, treedt er vaak een groot leereffect op wanneer een taak voor de tweede keer wordt gedaan. Ook kunnen placebo-effecten een grote invloed hebben op bijvoorbeeld het subjectieve oordeel over het cognitief functioneren. Daarom onderstrepen wij het belang van zowel actieve als passieve controlecondities en van multipele baseline metingen, zodat er gecorrigeerd wordt voor effecten die niet training-specifiek zijn. Het is echter heel moeilijk om een controletraining te ontwikkelen die wel motiverend is, maar niet effectief is in het verbeteren van de uitkomstmaat. De controletraining in dit onderzoek was uitdagender dan vooraf gepland. Hierdoor kan het verschil tussen de interventietraining en deze controlegroep kleiner zijn geworden. Daarnaast omschrijven we zaken waar rekening mee gehouden moet worden bij onlinetraining. Het gebruik van het Internet heeft het voordeel dat deelnemers thuis kunnen trainen wanneer het hun uitkomt. Er kleven echter ook nadelen aan, zoals niet altijd direct antwoord kunnen krijgen op vragen tijdens het trainen en de afhankelijkheid van een goede internetverbinding.
Klinische implicatie: Is hersentraining de toekomst?
Hoewel vele mensen over de hele wereld met computergestuurde programma’s trainen in de hoop hun cognitief functioneren te verbeteren, vonden wij geen overtuigend bewijs dat dit soort trainingsprogramma’s effectief zijn. Dit wil echter niet zeggen dat hersentraining nooit effectief zal zijn in het verbeteren van het cognitief functioneren of de kwaliteit van leven. Twee grote onderzoeken met gezonde senioren vonden dat cognitie kan verbeteren, maar de effecten waren klein (Corbett et al., 2015; Hardy et al., 2015) en waarschijnlijk niet klinisch relevant (Norman, Sloan, & Wyrwich, 2003).
Het is mogelijk dat herstel alleen kan optreden wanneer het aangedane hersennetwerk meer specifiek wordt gestimuleerd. Virtual reality techniek kan complexe taken uit het dagelijks leven nabootsen en kan daardoor worden afgestemd op de problemen die worden ervaren na een beroerte. Dit kan eventueel gecombineerd worden met transcraniële direct current stimulatie (tDCS), neurofeedback en fysieke beweging, die veranderingen in de hersenen lijken te bevorderen (Demirakca, Cardinale, Dehn, Ruf, & Ende, 2016; Ramot, Grossman, Friedman, & Malach, 2016; Volz et al., 2016). Deze methodes zouden kunnen bijdragen aan de effectiviteit van cognitieve training (Leo et al., 2016; Park, Seo, Kim, & Ko, 2014).
De training werd in ons onderzoek niet door iedereen afgemaakt. Een computergestuurde training lijkt dus niet voor iedereen geschikt. Zodra een geschikt en succesvol trainingsprotocol ontwikkeld is, zijn vervolgstudies nodig om te achterhalen welke factoren therapietrouw kunnen voorspellen.
We concluderen dat een veelbelovende, computergestuurde cognitieve flexibiliteitstraining geen beter herstel van executief functioneren na een beroerte teweegbrengt dan wanneer er geen training of een controletraining wordt gedaan. We zijn dus, op basis van de resultaten van dit proefschrift, er niet van overtuigd dat het enkel doen van een computergestuurde cognitieve flexibiliteitstraining in een klinisch relevante mate kan bijdragen aan herstel van niet-aangeboren hersenletsel.
Publicaties
Proefschrift van Renate van de Ven: http://hdl.handle.net/11245.1/
Van de Ven, R. M., Buitenweg, J. I. V., Schmand, B., Veltman, D. J., Aaronson, J. A., Nijboer, T. C. W., . . . Murre, J. M. J. (2017). Brain training improves recovery after stroke but waiting list improves equally: A multicenter randomized controlled trial of a computer-based cognitive flexibility training. PLoS ONE, 12(3): e0172993.https://doi.org/10.1371/
Van de Ven, R. M., Buitenweg, J. I. V., Murre, J. M. J., Veltman, D. J., Aaronson, J. A., Nijboer, T. C. W., . . . Schmand, B. (2017). The influence of computer-based cognitive flexibility training on subjective cognitive well-being after stroke: A multicenter randomized controlled trial. PLoS ONE 12(11): e0187582. https://doi.org/10.1371/
Van de Ven, R. M., Murre, J. M. J., Veltman, D. J., & Schmand, B. (2016). Computerbased cognitive training for executive functions after stroke: A systematic review Frontiers in Human Neuroscience, 10(150). https://doi.org/10.3389/fnhum.
Van de Ven, R. M., Schmand, B., Groet, E., Veltman, D. J., & Murre, J. M. J. (2015). The effect of computer-based cognitive flexibility training on recovery of executive function after stroke: Rationale, design and methods of the TAPASS study. BMC Neurology, 15(144). https://doi.org/10.1186/
Buitenweg, J. I., Murre, J. M., & Ridderinkhof, K. R. (2012). Brain training in progress: a review of trainability in healthy seniors. Frontiers in human neuroscience, 6, 183. doi: https://doi.org/10.3389/fnhum.2012.00183
Buitenweg, J. I., van de Ven, R. M., Prinssen, S., Murre, J. M., & Ridderinkhof, K. R. (2017). Cognitive Flexibility Training: A Large-Scale Multimodal Adaptive Active-Control Intervention Study in Healthy Older Adults. Frontiers in human neuroscience, 11, 529. doi: https://doi.org/10.3389/fnhum.2017.00529