Neuromuskulární elektrická stimulace a pozorování akcí pro zdravé stárnutí (PRIN2022)

Cíl Cílem studie bude testování účinků samostatně aplikované, domácí intervence kombinující NMES a AO pro horní končetiny u zdravých starších osob na svalovou sílu a proprioceptivní schopnosti. Toho bude dosaženo porovnáním akční observace-neuromuskulární elektrické stimulace (AO-NMES) s akční observací (AO) a neuromuskulární elektrickou stimulací (NMES) aplikovanými samostatně, s hypotézou, že AO-NMES vede k většímu zlepšení než ostatní. Tento přístup by mohl být bezpečným, dostupným a nákladově efektivním způsobem, jak udržet nebo zlepšit neuromuskulární funkci a senzorimotorickou kontrolu u stárnoucí populace. Navíc, díky zachování funkce horních končetin by intervence mohla pomoci starším dospělým udržet si funkční autonomii, snížit riziko invalidity a zlepšit jejich celkovou kvalitu života a pocit pohody.<\/p>

Metody<\/p>

1. Účastníci Dobrovolní účastníci budou rekrutováni ze studentů zapsaných do programu 'UniGeSenior' na Univerzitě v Janově. Kritéria pro zařazení jsou dobrovolná účast, věk od 65 do 85 let, mužské i ženské pohlaví, sedavý způsob života. Vylučující kritéria zahrnují neurologické nebo psychiatrické poruchy, zlomeniny v posledních šesti měsících, ortopedické nebo muskuloskeletální postižení, nekontrolovanou hypertenzi, pravidelné silové tréninky (alespoň jednou týdně), účast na soutěžním sportu.<\/li>

2. Design studie Jedná se o randomizovanou, dvojitě zaslepenou, kontrolovanou experimentální studii. Studie bude registrována na ClinicalTrials.gov. Intervence bude trvat čtyři týdny, tři sezení týdně budou prováděna doma. Intervence se bude lišit podle přiřazené skupiny, přičemž všechny intervence budou prováděny paralelně v následujících skupinách: skupina AO, skupina NMES a skupina AO-NMES. Přiřazení bude provedeno pomocí funkce RAND() v Excelu, která generovala náhodná čísla, která byla poté použita k rovnoměrnému třídění a přidělení subjektů.<\/p>

   Před (PRE) a po (POST) intervenčním období účastníci provedou různé druhy hodnocení (viz sekce Hodnocení).<\/p><\/li>

3. Intervence 3.1. Vizuální podněty<\/p>

   Podněty ukazované účastníkům se budou lišit podle skupiny. Ve skupině AO budou účastníci sledovat video zobrazující různé instrumentální aktivity denního života (IADLs), které vyžadují značnou produkci síly, prováděné horními končetinami ženou nebo mužem. IADLs budou zahrnovat, že jednotlivec provede následující úkoly:<\/p>

   • Přesunutí krabice dopředu nebo dozadu při sezení na židli<\/li>
   • Zvednutí krabice na podpěru nebo její snesení z podpěry při stoji vzpřímeně<\/li>
   • Umístění krabice na polici nebo její sejmutí z police při stoji vzpřímeně<\/li>
   • Přesunutí krabice zleva doprava nebo zprava doleva při sezení na židli<\/li>
   • Přesunutí nákupní tašky zprava doleva nebo zleva doprava při stoji vzpřímeně<\/li>
   • Umístění nákupní tašky na polici nebo její sejmutí ze stoje<\/li>
   • Držení nákupní tašky při setrvání ve stoji Stejný úkol AO bude navržen skupině AO-NMES. Účastníci skupiny NMES budou pozorovat měnící se krajiny. Vizuální podněty budou podávány prostřednictvím tabletu (Smartpad 9 Mediacom, Datamatic S.p.A, Milán, Itálie) poskytnutého účastníkům.<\/li><\/ul>

     3.2. Parametry NMES Během prvního dne intervence účastník obdrží NMES lékařské zařízení (I-TECH PHYSIO, IACER srl, Scorzè, Benátky, Itálie) a bude instruován, jak jej používat, výzkumníkem expertem ve sportovní vědě.<\/p>

     Během fáze zahřátí bude NMES nastaveno s frekvencí 50 Hz a délkou pulzu 400 µs a intenzitou na motorickém prahu. Během fáze cvičení budou účastníci ve skupině AO dostávat NMES falešnou léčbu (f=5Hz, t=100 µs) podávanou na senzorickém prahu, o které je známo, že je neúčinná při zvyšování svalové síly. Ve skupinách NMES a AO-NMES bude fáze cvičení podávána na funkčním prahu (minimální intenzita potřebná pro kompletní flexi paže) nebo na maximální tolerované intenzitě (f=100Hz, t=400 µs).<\/p><\/li>

   • Hodnocení Experimentální hodnocení bude zahrnovat hodnocení síly, úkol posouzení hmotnosti a diskriminaci hmotnosti během úkolu AO. Budou provedena ve stejný den, s odpovídajícími přestávkami mezi každým hodnocením. Jeden týden před hodnocením PRE, v seznamovací seanci, účastníci provedou hodnocení síly, seznámení bylo doporučeno u starších lidí.<\/li><\/ol>

     Hodnocení budou provádět dva výzkumníci s odborností ve sportovní vědě, kteří budou zaslepeni k typu intervence prováděné účastníky. Možné škody budou zaznamenávány nesystematicky na základě spontánních hlášení od účastníků během experimentálního období.<\/p>

     4.1. Hodnocení síly Cílem tohoto testu je posoudit účinnost tří intervencí při zvyšování svalové síly a výkonu.<\/p>

     Síla stisku ruky (kg) účastníků bude hodnocena ručním dynamometrem KERN MAP (KERN & SOHN GmbH). Účastníci provedou test ve stoje, s připažením ramene, nataženým loktem, neutrálním předloktím a zápěstím. Bude po nich požadováno, aby sevřeli dynamometr s maximální silou. Průměrná hodnota získaná ze tří opakování bude uvažována pro posouzení síly stisku pravé a levé ruky. Průměrné hodnoty mezi silou stisku levé a pravé ruky budou uvažovány jako výsledný parametr síly stisku ruky.<\/p>

     Během seznamovací seance se účastníci seznámí s izometrickým zdvihem a testem bench pressu. Pokud jde o první test, účastníci provedou 10 submaximálních opakování a 3 maximální opakování. Pokud jde o druhý test, provedou dvě série osmi až deseti opakování s submaximální zátěží bench pressu, následované dvěma sériemi dvou opakování s maximální rychlostí s prázdnou osou.<\/p>

     Během hodnocení bude provedeno hodnocení maximální izometrické síly bicepsu (MIF, N) pomocí silového senzoru Chronojump (Chronojump, Barcelona, Španělsko) s požadavkem, aby účastník provedl flexi lokte. Účastníci budou hodnoceni ze sedu, držíce osu oběma rukama v supinaci a s úhlem lokte přibližně 90°. Osa bude spojena se silovým senzorem statickým lanem. Pohyb bude proveden třikrát, s 1minutovou přestávkou mezi každým opakováním. Účastníkům bude nařízeno táhnout co nejtvrději, aby udrželi kontrakci alespoň 2 s s verbálním povzbuzením.<\/p>

     Test bench pressu bude proveden k posouzení vztahu síla-rychlost a k odhadu maximálního výkonu. Testu bude předcházet zahřátí sestávající ze dvou sérií 10 opakování na Smithově stroji. Během provádění tradičního bench pressu účastníci zastaví osu na hrudníku na 2 sekundy a poté budou tlačit osu co nejrychleji, dokud nedojde k plné extenzi lokte. Počáteční zátěž bude nastavena na 16 kg pro muže a 12 kg pro ženy. Zátěž bude neustále zvyšována, aby se provedly 3-4 série, počet sérií potřebný k získání adekvátního odhadu maximálního výkonu, s rychlostí provedení v poslední sérii nižší než 0,3 m·s⁻¹. Mezi každou sérií bude aplikována 3minutová přestávka. Během tohoto testu bude použit lineární polohový snímač (Chronojump, Barcelona, Španělsko). Jeden konec bude připevněn na levé straně osy a druhý konec bude upevněn k podlaze. Maximální výkon (MP) bude extrahován softwarem Chronojump.<\/p>

     4.2. Úkol posouzení hmotnosti Cílem tohoto hodnocení je otestovat vnímanou tíhu předmětu v kontextu každodenního života s hypotézou, že léčba AO-NMES bude mít pozitivní účinek na proprioceptivní schopnost. Bude proveden úkol bodového posouzení hmotnosti. Účastníkům bude nařízeno posoudit hmotnost krabice v kilogramech. Krabice o hmotnosti jednoho kilogramu bude použita pro seznámení s úkolem. Účastníci zvednou krabici, umístěnou před nimi na stole s madly zarovnanými v úrovni boků, pomocí flexe paže, dokud nedosáhnou přibližně 45° flexe.<\/p>

     Krabice použitá během úkolu posouzení hmotnosti bude naplněna litinovými kotouči, zajištěnými proti pohybu, aby dosáhla hmotnosti 4 kg, 7 kg a 10 kg. Účastníkům nebudou poskytnuty informace o hmotnostech nebo počtu různých hmotností. Každá krabice bude zvednuta 5krát. Průměrné hodnoty hmotnosti nahlášené účastníkem a koeficienty variace budou uvažovány jako výsledné parametry spolu s chybou odhadu vypočítanou jako absolutní rozdíl mezi skutečnou a vnímanou hmotností.<\/p>

     4.3. Diskriminace hmotnosti během úkolu AO Cílem tohoto testu je vyhodnotit schopnost účastníků rozlišit hmotnost předmětu pohybovaného jinými během úkolu akční observace. Hypotézou je, že zlepšením jak síly, tak vnímání tíhy se tato vylepšená schopnost přenese na mechanismus motorické rezonance, čímž pomůže účastníkům přesně vyhodnotit hmotnost předmětu pohybovaného jinou osobou.<\/p>

     Video úkol diskriminace hmotnosti je popsán v předchozím článku naší skupiny. Stručně řečeno, účastníci budou muset rozlišit hmotnost dvou krabic pohybovaných ve dvou po sobě jdoucích akcích zobrazených ve videu, přičemž označí, která krabice je nejtěžší. Jedno z videí je použito jako reference. Hmotnost uvnitř krabice v tomto videu je 7 kg. V druhém videu se hmotnost uvnitř krabice lišila od 0 do 15 kg.<\/p>

     Počet pokusů je 112 (16 opakování pro 7 hmotností krabice).<\/p>

     4.4. Monitorování adherence k protokolu Pro monitorování adherence účastníků k protokolu výzkumník zavolá každému účastníkovi na konci každého intervenčního týdne, aby se zeptal, zda byly dokončeny všechny plánované seance pro daný týden.<\/p>