Die Auswirkungen von Immobilisierung und Bewegung auf homöostatische Plastizitätsmechanismen bei gesunden Teilnehmern

Ziel dieser Studie ist es, den Einfluss der Ruhigstellung der oberen Extremitäten und der körperlichen Betätigung der Hand auf die homöostatische Plastizität bei gesunden Personen zu untersuchen.

Die Studie wird als randomisierte Crossover-Studie durchgeführt, bei der jeder Teilnehmer an drei Sitzungen im Abstand von etwa 24 Stunden teilnimmt. Während jeder Sitzung beantwortet der Teilnehmer Fragebögen und unterzieht sich quantitativen sensorischen Tests (QST). Grundlinienmessungen werden unter Verwendung von durch transkranielle Magnetstimulation (TMS) induzierten motorisch evozierten Potentialen (MEPs) erhalten, die vor der Induktion der homöostatischen Plastizität unter Verwendung von transkranieller Gleichstromstimulation (tDCS) durchgeführt werden. Die Abgeordneten werden dann alle 10 Minuten für 30 Minuten eingeholt. Zuletzt werden wieder QST-Maße erhalten.

Da keine früheren Studien die Wirkung von Immobilisierung und körperlicher Betätigung auf die homöostatische Plastizitätsreaktion untersucht haben, wurde eine Stichprobengrößenberechnung basierend auf einer MEP-Analyse aus einer früheren Studie mit α von 0,05, β von 0,80 und einer Effektgröße von 0,29 geschätzt, was 22 Teilnehmer ergab. Dies steht im Einklang mit neueren explorativen Untersuchungen, die darauf hindeuteten, dass bis zu 28 Teilnehmer benötigt würden. Daher zielte die aktuelle Studie darauf ab, 28 Teilnehmer einzuschließen, wobei eine Zwischenanalyse nach 10-15 Einschlüssen durchgeführt wurde.

Jeder Teilnehmer nimmt an drei aufeinanderfolgenden Tagen zur gleichen Zeit an drei identischen experimentellen Sitzungen teil. Acht Stunden vor der Teilnahme an den experimentellen Sitzungen mit Immobilisierung wird dem Teilnehmer eine Schiene (MANU-Hit DIGITUS POLLEX, Clinical Innovations, DK) angepasst, um die rechte Hand zu immobilisieren. In ähnlicher Weise wird der Teilnehmer acht Stunden vor der Teilnahme an der Übungseinheit angewiesen, 150 ballistische Fingerbewegungen mit einem Tempo von 0,5 Hz auszuführen. Während des Experiments sitzt der Teilnehmer bequem mit ruhenden Armen und Händen. Elektromyographie-Elektroden werden auf dem rechten ersten interossären Muskel platziert, um die kortikomotorische Erregbarkeit durch Aufzeichnung von TMS-induzierten MEPs auf dem linken primären motorischen Kortex zu beurteilen. Dann wird eine Neoprenkappe auf den Kopf montiert, und die optimale Stelle für TMS (Hotspot) wird identifiziert und zur Standardisierung auf der Kappe markiert. Die kortikale Erregbarkeit wird vor und unmittelbar nach Induktion der homöostatischen Plastizität (Zeitpunkt 0-min) und dann alle 10 Minuten für 30 Minuten gemessen.

Die homöostatische Plastizität wird unter Verwendung von tDCS induziert, das 7 Minuten lang auf den linken primären motorischen Kortex angewendet wird, gefolgt von einer Pause von 3 Minuten und weiteren 5 Minuten tDCS. Ein konstanter Strom von 1 mA wird durch das tDCS-System (Starstim 32, Neuroelectrics, Barcelona, ​​Spanien) übertragen, wobei zwei gelierte Elektroden verwendet werden, die in Löcher einer Neoprenkappe an der Position von C3 und Fp2 platziert werden.

Die Verteilung der Daten wird mit einem Shapiro-Wilk-Normalitätstest getestet. Um die Wirkung von Immobilisierung und Bewegung auf die homöostatische Plastizität zu untersuchen, wird eine zweifache Varianzanalyse mit wiederholten Messungen (RM-ANOVA) mit den Faktoren Sitzung (Sitzung 1, Sitzung 2 und Sitzung 3) und Zeit (Basislinie, 0 min , 10 min, 20 min und 30 min) und ein P-Wert von < 0,05 werden als statistisch signifikant angesehen. Anpassungen werden für mehrfache Post-Hoc-Vergleiche unter Verwendung geeigneter Korrekturen vorgenommen.