Účinek mozkové stimulace na výkonnostní krok u pacientů, kteří přežili mrtvici a u zdravých dospělých (Gait)

Tato studie bude probíhat na univerzitě Texas Woman's University (TWU)-Houston a bude zahrnovat dvě fáze: Fáze I zahrnuje studii s jednou intervencí a Fáze II zahrnuje čtyřtýdenní intervenční studii. Po zápisu do studie si účastníci mohou vybrat, zda se zúčastní pouze studie fáze I, nebo se budou moci zúčastnit studií fáze I i fáze II.

Studie fáze I – účastníci budou požádáni, aby absolvovali dvě návštěvy s odstupem 1–14 dní. Vyřízení všech testů zabere celkem asi 6,5 hodiny jejich času (3,5 hodiny při první návštěvě a 3 hodiny při druhé návštěvě, dvě návštěvy). Účastníci budou muset mít na testování tričko s krátkým rukávem, šortky a tenisky. Během první návštěvy vyšetřovatelé změří, jak dobře funguje nervový systém a jak dobře jednotlivci chodí (viz podrobnosti níže). Pokud účastníci již měli mrtvici, při první návštěvě provedou vyšetřovatelé několik testů, aby se ujistili, že účastníci mají dobrý pocit, rovnováhu a motorické reakce v nohách. Pokud jsou všechny testy dobré, účastníci vyplní formulář s dotazem na jejich anamnézu. Pokud účastníci neprodělali mrtvici, vyšetřovatelé položí několik otázek, aby se ujistili, že účastníci nemají žádné zdravotní problémy.

Dále vyšetřovatelé požádají účastníky, aby se při každé návštěvě naučili pohyb nohou. Úkolem je ovládat a přesunout počítačový kurzor z výchozího místa na jeden ze tří cílů zobrazených na monitoru počítače. Účastníci budou muset provádět pohyby nohou dopředu, doprava nebo doleva, aby navedli kurzor na jeden z cílů. Samotný úkol je podobný každodennímu počítačovému úkolu prováděnému ruční myší. Při každé návštěvě zabere dokončení souboru úkolu dosažení nohou celkem přibližně 45 minut. Během testu bude podle potřeby poskytnuto několik jednominutových přestávek na odpočinek. Účastníci pak budou požádáni, aby se vrátili na druhou návštěvu během 1–14 dnů později a zopakovali stejný úkol. Během cvičení se účastníci naučí, jak ovládat kurzor pomocí nohou. Takže vyšetřovatelé mohou porovnat kapacitu učení během dvou návštěv, aby co nejlépe indikovali změnu kapacity učení v průběhu času.

Vyšetřovatelé také chtějí vědět, zda se účastníci mohou naučit tuto motorickou dovednost rychleji pomocí kožní stimulace mozku. Účastníci dostanou slabou elektrickou stimulaci mozku po dobu 20 minut během učení dovedností nohou. Zařízení na stimulaci mozku, které vyšetřovatelé použili, je podobné komerčnímu produktu v televizi/časopisu, nazývanému „transkutánní elektrická nervová stimulace“, ve kterém je elektrický proud dodáván elektrodami pro úlevu od bolesti a stimulaci svalů. V této studii budou dvě elektrody, jedna umístěná na temeni hlavy a jedna umístěná na čelo, dodávat slabý elektrický proud po dobu 20 minut. Protože vyšetřovatelé nastavili intenzitu proudu na velmi nízkou úroveň, nezpůsobí to žádné svalové záškuby a účastníci mohou během prvních 10 sekund pociťovat pouze malé mravenčení. Většinu času si účastníci pravděpodobně na stimulaci zvyknou a po zbytek sezení již stimulaci necítí.

Studie fáze II – Tato studie je rozšířenou verzí studie fáze I. Účastníci budou požádáni, aby během čtyř týdnů absolvovali 12 návštěv cvičebního tréninku spojeného se stimulací mozku. Absolvování všech tréninků zabere celkem asi 18 hodin času (1,5 hodiny na každou návštěvu/školení, celkem 12 návštěv). Účastníci budou muset mít na tréninku tričko s krátkým rukávem, šortky a tenisky. Před a po čtyřtýdenním tréninku vyšetřovatelé změří, jak dobře funguje nervový systém a jak dobře účastník chodí (viz podrobnosti níže). Týden po dokončení čtyřtýdenního školení budou účastníci požádáni, aby se vrátili a zopakovali stejné testy. Výzkumníci budou porovnávat změny v kapacitě učení a motorických funkcích před a po čtyřtýdenním tréninku a jeden týden po dokončení tréninku, aby co nejlépe indikovali trvalé změny v kapacitě učení a motorické funkci v průběhu času.

Během každé návštěvy vyšetřovatelé požádají účastníky, aby pokračovali v učení se pohybu nohou, stejně jako ve studii fáze I. Vyšetřovatelé také požádají účastníky, aby se naučili podobný úkol nohou, tzv. krokování ve stoje. Tento krokový úkol je velmi podobný úkolu nohou ve studii Fáze I, ale je to pokročilejší úkol, který vyžaduje dobrou rovnováhu ve stoje. Úkolem je ovládat počítačovou značku připevněnou k noze a přesunout počítačový kurzor z výchozího místa na jeden ze tří cílů zobrazených na monitoru počítače. Účastníci budou muset udělat krokové pohyby vpřed, vpravo nebo vlevo, aby navedli kurzor na jeden z cílů. Samotný úkol je podobný krokovému pohybu při chůzi. Při každé návštěvě bude trvat celkem přibližně 1,5 hodiny absolvování dvou sérií cvičení nohou vsedě a ve stoje. Stejná mozková stimulace použitá ve studii fáze I (viz výše) bude poskytnuta uprostřed tréninku. Během tréninku bude podle potřeby poskytnuto několik jednominutových přestávek na odpočinek. Účastníci budou poté požádáni, aby docházeli do laboratoře třikrát týdně po dobu čtyř týdnů, aby absolvovali 12 školení.

Měření výsledku - Pro měření mozkové aktivity připojí vyšetřovatelé záznamovou elektrodu na lýtkový sval na jedné noze. Do pokožky hlavy bude aplikováno pět mozkových stimulací nízké intenzity, aby se spustily motorické reakce. Většinu času účastníci pocítí záškuby jednoho svalu kvůli stimulaci. Dokončení sběru dat by trvalo celkem 10 minut. Pro měření nervové aktivity nasadí vyšetřovatelé záznamovou elektrodu na lýtkový sval na jedné noze. Nízká elektrická stimulace bude aplikována do nervu za kolenem, aby se spustily motorické reakce. Během elektrické stimulace bude aplikována řada malých vibračních stimulů šlach, aby se určila citlivost nervu. Většinu času účastníci nebudou cítit nic nebo jen lehké brnění ve stimulované oblasti. Dokončení sběru dat by trvalo celkem 40 minut. Během testu bude podle potřeby poskytnuto několik jednominutových přestávek na odpočinek. Pro měření chůze nalepí vyšetřovatelé na obě nohy lepicí značky a požádají účastníky, aby normálně chodili po 10metrovém chodníku po dobu pěti pokusů. Dokončení sběru dat by trvalo přibližně 30 minut. Během testu bude podle potřeby poskytnuto několik jednominutových přestávek na odpočinek. Při testu reakční doby krokování se subjekty postaví na silové desky a dostanou pokyn, aby vykročily vpřed na cíl označený na podlaze, jakmile ucítí elektrickou stimulaci dodávanou do zadní části nohy. Dokončení sběru dat by trvalo přibližně 40 minut. Během testu bude podle potřeby poskytnuto několik jednominutových přestávek na odpočinek.