Wirkung der Hirnstimulation auf die Trittleistung bei Schlaganfall-Überlebenden und gesunden Erwachsenen (Gait)

Diese Studie wird auf dem Campus der Texas Woman's University (TWU)-Houston stattfinden und zwei Phasen umfassen: Phase I umfasst eine Einzelinterventionsstudie und Phase II umfasst eine vierwöchige Interventionsstudie. Nach der Registrierung für die Studie können die Teilnehmer wählen, ob sie nur an der Phase-I-Studie teilnehmen möchten oder ob sie sowohl an Phase-I- als auch an Phase-II-Studien teilnehmen möchten.

Phase-I-Studie - Die Teilnehmer werden gebeten, zwei Besuche im Abstand von 1-14 Tagen zu absolvieren. Für alle Tests benötigen sie insgesamt etwa 6,5 ​​Stunden (3,5 Stunden für den ersten Besuch und 3 Stunden für den zweiten Besuch, zwei Besuche). Die Teilnehmer müssen zum Testen ein kurzärmliges T-Shirt, Shorts und ein Paar Turnschuhe tragen. Beim ersten Besuch messen die Untersucher, wie gut das Nervensystem funktioniert und wie gut die einzelnen Gänge sind (Details siehe unten). Wenn die Teilnehmer bereits einen Schlaganfall erlitten haben, werden die Ermittler beim ersten Besuch einige Tests durchführen, um sicherzustellen, dass die Teilnehmer ein gutes Gefühl, Gleichgewicht und motorische Reaktionen in ihren Beinen haben. Wenn alle Tests gut sind, füllen die Teilnehmer ein Formular aus, in dem sie nach ihrer Krankengeschichte gefragt werden. Wenn die Teilnehmer keinen Schlaganfall erlitten haben, werden die Ermittler einige Fragen stellen, um sicherzustellen, dass die Teilnehmer keine medizinischen Probleme haben.

Als nächstes werden die Ermittler die Teilnehmer bitten, bei jedem Besuch eine Beinbewegungsaufgabe zu lernen. Die Aufgabe besteht darin, einen Computercursor zu steuern und von einer Startposition zu einem von drei Zielen zu bewegen, die auf dem Computermonitor angezeigt werden. Die Teilnehmer müssen Fußbewegungen nach vorne, rechts oder links machen, um den Cursor zu einem der Ziele zu führen. Die Aufgabe selbst ähnelt der täglichen Computeraufgabe, die von einer Handmaus ausgeführt wird. Bei jedem Besuch dauert es ungefähr insgesamt 45 Minuten, um eine Reihe von Aufgaben zum Erreichen der Beine zu erledigen. Während des Tests werden nach Bedarf mehrere einminütige Pausen eingelegt. Die Teilnehmer werden dann gebeten, für den zweiten Besuch innerhalb von 1-14 Tagen später wiederzukommen, um dieselbe Aufgabe zu wiederholen. Während der gesamten Übung lernen die Teilnehmer, wie sie den Cursor mit ihren Füßen steuern. So können die Ermittler die Lernfähigkeit bei zwei Besuchen vergleichen, um die Veränderung der Lernfähigkeit im Laufe der Zeit am besten anzuzeigen.

Die Forscher wollen auch wissen, ob die Teilnehmer diese motorische Fähigkeit mit kutaner Hirnstimulation schneller erlernen können. Die Teilnehmer erhalten während des Erlernens der Beinfertigkeiten 20 Minuten lang eine schwache elektrische Hirnstimulation. Das Gehirnstimulationsgerät, das die Ermittler verwendeten, ähnelt dem kommerziellen Produkt, das im Fernsehen/Magazin zu sehen ist und als „transkutane elektrische Nervenstimulation“ bezeichnet wird, bei der elektrischer Strom über Elektroden zur Schmerzlinderung und Muskelstimulation abgegeben wird. In dieser Studie liefern zwei Elektroden, eine auf der Kopfhaut und eine auf der Stirn, 20 Minuten lang schwachen elektrischen Strom. Da die Ermittler die Stromstärke sehr niedrig eingestellt haben, verursacht sie keine Muskelzuckungen und die Teilnehmer spüren möglicherweise in den ersten 10 Sekunden nur ein geringes Kribbeln. Meistens gewöhnen sich die Teilnehmer wahrscheinlich an die Stimulation und spüren die Stimulation während des Rests der Sitzung nicht mehr.

Phase-II-Studie – Diese Studie ist eine erweiterte Version der Phase-I-Studie. Die Teilnehmer werden gebeten, über einen Zeitraum von vier Wochen 12 Besuche des Bewegungstrainings gepaart mit Gehirnstimulation zu absolvieren. Es wird ungefähr 18 Stunden Zeit in Anspruch nehmen, um alle Schulungen zu absolvieren (1,5 Stunden für jeden Besuch/jede Schulung bei insgesamt 12 Besuchen). Die Teilnehmer müssen zum Training ein kurzärmliges T-Shirt, Shorts und ein Paar Turnschuhe tragen. Vor und nach dem vierwöchigen Training messen die Ermittler, wie gut das Nervensystem funktioniert und wie gut der Teilnehmer geht (siehe Details wie folgt). Eine Woche nach Abschluss des vierwöchigen Trainings werden die Teilnehmer gebeten, wiederzukommen, um dieselben Tests zu wiederholen. Die Ermittler vergleichen die Veränderungen der Lernfähigkeit und der motorischen Funktion vor und nach dem vierwöchigen Training sowie eine Woche nach Abschluss des Trainings, um dauerhafte Veränderungen der Lernfähigkeit und der motorischen Funktion im Laufe der Zeit am besten anzuzeigen.

Bei jedem Besuch werden die Forscher die Teilnehmer bitten, weiterhin eine Beinbewegungsaufgabe zu lernen, die der Phase-I-Studie entspricht. Die Ermittler werden die Teilnehmer auch bitten, eine ähnliche Beinaufgabe zu lernen, nennen Sie die Schrittaufgabe im Stehen. Diese Schrittaufgabe ist der Beinaufgabe in der Phase-I-Studie sehr ähnlich, ist jedoch eine fortgeschrittenere Aufgabe, die ein gutes Gleichgewicht im Stehen erfordert. Die Aufgabe besteht darin, eine am Fuß angebrachte computerisierte Markierung zu steuern und einen Computercursor von einer Startposition zu einem von drei Zielen zu bewegen, die auf dem Computermonitor angezeigt werden. Die Teilnehmer müssen Schrittbewegungen nach vorne, rechts oder links ausführen, um den Cursor zu einem der Ziele zu führen. Die Aufgabe selbst ähnelt der Schrittbewegung beim Gehen. Bei jedem Besuch dauert es ungefähr insgesamt 1,5 Stunden, um zwei Sätze Beinübungen im Sitzen und Stehen zu absolvieren. Die gleiche Gehirnstimulation, die in der Phase-I-Studie (siehe oben) verwendet wurde, wird während der Mitte des Trainings durchgeführt. Während des Trainings werden nach Bedarf mehrere einminütige Erholungspausen vorgesehen. Die Teilnehmer werden dann gebeten, vier Wochen lang dreimal pro Woche ins Labor zu kommen, um 12 Trainingseinheiten zu absolvieren.

Ergebnismessungen - Zur Messung der Gehirnaktivität bringen die Forscher eine Aufzeichnungselektrode am Wadenmuskel in einem Bein an. Fünf Gehirnstimulationen niedriger Intensität werden an die Kopfhaut abgegeben, um die motorischen Reaktionen auszulösen. Meistens spüren die Teilnehmer aufgrund der Stimulation ein einzelnes Muskelzucken. Es würde insgesamt 10 Minuten dauern, um die Datenerfassung abzuschließen. Zur Messung der Nervenaktivität bringen die Ermittler eine Ableitelektrode am Wadenmuskel eines Beins an. Eine elektrische Stimulation niedriger Intensität wird an einen Nerv hinter dem Knie abgegeben, um motorische Reaktionen auszulösen. Während der elektrischen Stimulation wird eine Reihe kleiner Sehnenvibrationsreize abgegeben, um die Empfindlichkeit des Nervs zu bestimmen. Meistens spüren die Teilnehmer nichts oder nur ein leichtes Kribbeln im stimulierten Bereich. Es würde insgesamt 40 Minuten dauern, um die Datenerfassung abzuschließen. Während des Tests werden nach Bedarf mehrere einminütige Pausen eingelegt. Für die Messung des Gehens bringen die Ermittler Klebemarkierungen an beiden Beinen an und bitten die Teilnehmer, fünf Versuche lang normal über einen 10-Meter-Gehweg zu gehen. Es würde ungefähr insgesamt 30 Minuten dauern, um die Datenerfassung abzuschließen. Während des Tests werden nach Bedarf mehrere einminütige Pausen eingelegt. Für den Schritt-Reaktionszeit-Test stehen die Probanden auf den Kraftplatten und werden angewiesen, nach vorne auf ein auf dem Boden markiertes Ziel zu treten, sobald sie eine elektrische Stimulation an der Rückseite des Beins spüren. Es würde ungefähr insgesamt 40 Minuten dauern, um die Datenerfassung abzuschließen. Während des Tests werden nach Bedarf mehrere einminütige Pausen eingelegt.