Aerobní cvičení a senzomotorická adaptace u chronické mrtvice

Účastníci Studie se zúčastnilo dvacet lidí s chronickou cévní mozkovou příhodou (ve věku 61 ± 13 let; 76 % muži).

Experimentální design V cross-over designu byl každý účastník pseudo-randomizován tak, aby nejprve dokončil intervenční podmínku (běžící pás) nebo kontrolní podmínku (odpočinek) a vrátil se alespoň o týden později (období vymývání), aby dokončil alternativní podmínku. Minimální doba vymývání v délce jednoho týdne byla použita k tomu, aby se umožnil návrat jakýchkoli fyziologických změn v důsledku cvičení na klidové úrovně, ale aby se minimalizovaly jakékoli změny funkce spojené s zotavením po mrtvici. Účastníci byli požádáni, aby se 24 hodin před návštěvou zdrželi cvičení. Při každé návštěvě účastníci dokončili úkol senzomotorické adaptace při dvou příležitostech, před a po intervenci, což vedlo ke čtyřem časovým bodům hodnocení (PreControl, PostControl a PreTreadmill, PostTreadmill). Hodnocení po intervenci mělo za cíl začít do 15 minut po dokončení běžeckého pásu nebo klidového stavu.

Intervence Podmínka intervence sestávala z jednoho sezení aerobního cvičení střední a vysoké intenzity (65 % rezervy tepové frekvence) po dobu 30 minut chůze na standardním běžeckém pásu (Landice L7), s pažemi pohodlně umístěnými účastníky na zábradlí (vpředu). ) nebo se volně houpat. Informace popisující specifické rysy školení (např. srdeční frekvence, odezva krevního tlaku, rychlost běžeckého pásu, celková ušlá vzdálenost) za účelem sledování reakce na cvičení a dodržování cvičebního protokolu. Jedno sezení na běžeckém pásu zahrnovalo progresivní zvyšování intenzity (obvykle zvýšená rychlost nebo gradient) k dosažení cílové srdeční frekvence (cca. 5 minut) a dobu ochlazení (cca. 5 minut), aby se účastníci mohli vrátit do klidové úrovně pro životně důležitá pozorování. Zahřátí a ochlazení bylo zahrnuto jako součást celkových 30 minut chůze. Cílové srdeční frekvence byly vypočteny pomocí Karvonenovy metody s hladinami upravenými pro osoby užívající léky snižující srdeční frekvenci (tj. betablokátory), podle metod dříve publikovaných v populacích po cévní mozkové příhodě. Srdeční frekvence byla měřena pomocí monitoru hrudního pásu (polární-elektro) a monitorována výzkumným asistentem, který usnadnil změny parametrů běžeckého pásu, aby umožnil účastníkům dosáhnout svého cíle. Účastníci byli požádáni, aby sami hodnotili intenzitu cvičení každých 10 minut slovně pomocí BORGovy stupnice 6-20 vnímané námahy. Účastníci byli instruováni, aby šli tempem, které vedlo k hodnocení mezi 11 (poměrně lehký) a 14 (poněkud tvrdý) na stupnici. Kontrolní podmínka zahrnovala ekvivalentní časové období (30 minut) odpočinku vsedě, kdy účastníkům bylo poskytnuto edukační sezení o dopadu a účincích mrtvice stejným výzkumným asistentem.

Senzomotorická adaptační úloha Zařízení a nastavení. Účastníci se posadili před stůl (přibližně 50 cm od jejich koronální roviny) a byli požádáni, aby přesunuli digitalizační pero (15,95 cm dlouhé, 1,4 cm široké, 17 g) na digitalizačním tabletu (WACOM Intuos4 PTK 1240, velikost: 19,2 x 12 palců, rozlišení = 0,25 mm) od počátku k cílovému bodu. Pozice pera na tabletu (souřadnice XY) byla vzorkována při 100 Hz a zobrazena v reálném čase jako kruhový kurzor s poloměrem 5 pixelů (1,25 mm) na vodorovně umístěném počítačovém monitoru. Přímému pohledu na ruku bylo zabráněno umístěním tabletu a ruky přímo pod neprůhledný stojan s horizontálním monitorem umístěným na stojanu.

Pokyny k úkolu. Účastníci nejprve dostali pokyny k úkolu přesunout kurzor na obrazovce od začátku k cíli, po přímce, jediným pohybem, co nejrychleji a nejpřesněji. Dále byli účastníci instruováni, že zpětná vazba pohybu se bude čas od času měnit a že účastníci mají změnit svůj pohyb v reakci na tuto změnu zpětné vazby, přičemž pohyby budou co nejpřímější.

V každém pokusu bylo úkolem účastníků pohybovat se z výchozího místa přes cílové místo co nejrychleji a nejpřesněji pomocí své dominantní horní končetiny. Cíle byly prezentovány na jednom ze tří míst (210, 225 nebo 240 stupňů od pravé horizontální roviny) v náhodném pořadí. Tyto cílové směry byly vybrány tak, aby pohyby dosahující cíle zahrnovaly horizontální adduktory ramenního kloubu. Po projetí cílem nebo za ním zazněl vysoký tón, který signalizoval dokončení zkoušky. Po dokončení pokusu bylo místo původu okamžitě znovu zobrazeno a účastník byl vyzván k opakování úkolu. Pokud účastník nedokončil úspěšnou zkoušku, byl nařízen, aby se vrátil do původního místa a zkoušku opakoval.

Nejprve se účastníci setkali s 18 základními studiemi za normální (správné) zpětné vazby bez rotace. Účastníci poté okamžitě dokončili 66 adaptačních pokusů, kde byla vizuální zpětná vazba na monitoru narušena jeho otočením o 30 stupňů ve směru hodinových ručiček (1. testovací den) nebo proti směru hodinových ručiček (2. testovací den). Po adaptačním bloku, aby bylo účastníkům oznámeno, že rušení bylo odstraněno, se objevilo vyskakovací dialogové okno s prohlášením „V několika příštích pokusech bude rušení, které počítač aplikoval, odstraněno. Zamiřte prosím přímo na cíl." Experimentátor si přečetl pokyny na obrazovce, aby se ujistil, že jim porozuměl. Okamžitě následovalo 6 pokusů bez zpětné vazby. Nakonec účastníci dokončili 36 vymývacích pokusů za normálních podmínek zpětné vazby kurzoru (tj. bez otáčení kurzoru), aby se chování vrátilo do nepřizpůsobeného stavu.

Zpracování a analýza dat Vlastní skripty napsané v LabVIEW zaznamenaly směry dosahu, které byly kvantifikovány v 15. datovém bodu (150 milisekund do dosahu), protože online korekce pohybu se obvykle vyskytují po 150 ms v dosahu. Pokusy se směrem dosahu mimo rozsah 120 stupňů cíle (60 stupňů na obě strany cíle) byly vyřazeny jako odlehlé hodnoty. Pokusy byly rozděleny do cyklů jedné návštěvy každého ze tří cílů. Závislou proměnnou byla procentuální adaptace, která kvantifikovala směry dosahu v každém cyklu vzhledem k ideálnímu směru dosahu výpočtem směrů dosahu jako procento ideálních směrů dosahu vyplývajících z dokonalé adaptace. Ideální směr dosahu byl 30 stupňů ve směru hodinových ručiček pro 30 stupňů proti směru hodinových ručiček a 30 stupňů proti směru hodinových ručiček pro 30 stupňů ve směru hodinových ručiček.

Procentní přizpůsobení = 100 % × (směr dosahu)/ (ideální směr dosahu)

Jak bylo pozorováno dříve, došlo k rychlému snížení chyb ve fázi dosažení, kdy došlo k většině učení, po které následovala pomalejší rychlost adaptace. Zde, jak byly cíle rozmístěny blízko sebe, došlo k rychlému snížení chyb v pokusech 1-9 (tj. v prvních třech cyklech), podobně jako v nedávné práci. Po dokončení čtvrtého cyklu byla adaptace větší než 70 % jak před, tak po běžeckém pásu a kontrolních podmínkách. Vybrali jsme tedy první tři cykly pro kvantifikaci rychlé redukce chyb.

Individuální rozdíly ve směrech dosahu na základní linii mohou ovlivnit míru přizpůsobení. Předchozí metody účtování tohoto odečítáním chování před poruchou od chování po poruchě jsou citlivější na hlučné základní linie a riziko chyby typu 2. Abychom zohlednili předporuchy základní linie, zadali jsme procento adaptace zprůměrované z posledních tří cyklů před začátkem rotace (tj. procento adaptace v posledních pěti základních cyklech) jako kovarianty ve všech našich analýzách kovariančních analýz.

Po adaptačních zkouškách proběhly dva cykly, kdy účastníkovi nebyla poskytnuta žádná zpětná vazba. To znamená, že na rozdíl od všech předchozích studií, kde mohli účastníci sledovat sledovací kurzor svým zrakem, účastníci nedostali žádnou zpětnou vazbu v reálném čase o tom, kam dosáhli. První cyklus bez zpětné vazby byl brán jako měřítko implicitního učení, podobně jako v předchozí práci.

Naše zájmová měřítka výsledku byly (1) adaptační výkon (2) implicitní následné efekty, kvantifikované jako dosahy, které zůstaly přizpůsobené i přes oznámení o odstranění poruch v bloku bez zpětné vazby, a (3) explicitní učení, odhadované jako dobrovolné odpojení adaptovaného chování po přijetí oznámení o odstranění poruchy (tj. změna v procentuálním přizpůsobení od průměru posledních tří adaptačních cyklů k prvnímu cyklu bez zpětné vazby po obdržení oznámení, že porucha byla pryč), a (4) výkon deadaptace. Abychom tato opatření vyhodnotili, provedli jsme testy ANCOVA s faktorem mezi subjekty Pořadí intervence (nejprve kontrola, nejprve běžecký pás) a faktory v rámci subjektů: intervence (kontrola, běžecký pás), čas (před intervencí, po intervenci) a (kde použitelné) Cykly (cykly 1..3), s předrotačními odchylkami jako kovariáty bez zájmu (odhadem z průměrného procenta adaptace v posledních třech základních cyklech). Tam, kde to bylo vhodné, byly použity Greenhouse-Geisserovy korekce. Alfa byla nastavena na 0,05. Pro statistické analýzy byl použit SPSS v24.0.