Untersuchung der kortikalen Aktivierung während Hand- und Schulterbewegungen bei gesunden Probanden (CouNirs)

Schlaganfall ist weltweit eine der Hauptursachen für chronische Behinderungen bei Erwachsenen. Beeinträchtigungen der oberen Extremität (Hand und Arm) treten besonders häufig nach einem Schlaganfall auf und verursachen dauerhafte Behinderungen. Eine funktionelle Reorganisation des motorischen Kortex kann sowohl in der ipsiläsionalen als auch in der kontraläsionalen Hemisphäre auftreten. Daher ist die Kenntnis der Gehirnaktivierungsmuster während der Ausführung einer Bewegung sowohl für die Neurowissenschaft als auch für die Neurorehabilitation wichtig.

Die Verwendung von bildgebenden Verfahren des Gehirns für die Nachsorge nach einem Schlaganfall ist wertvoll, um die Mechanismen der zerebralen Erholung zu verstehen. Die funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) ist eine nicht-invasive Technik, die die neuronale Aktivierung durch die Messung der kortikalen sauerstoffreichen und sauerstoffarmen Hämoglobinkonzentrationen während motorischer Aufgaben in einem natürlichen Menschen bewertet.

Da die Neukartierung des sensomotorischen Kortex nach einem Schlaganfall mit Handbeeinträchtigung das Gebiet des Ellbogens oder der Schulter betreffen kann, wollten die Forscher feststellen, ob die kortikale Aktivierung dieser Regionen (Hand und Schulter) durch fNIRS-Aufzeichnungen bei gesunden Probanden unterschieden werden kann. Die Forscher stellten die Hypothese auf, dass sich das bei fNIRS beobachtete Aktivierungsmuster für Schulter- und Handbewegungen unterscheiden würde. Genauer gesagt stellten die Forscher die Hypothese auf, dass die zerebrale Aktivierung während Handbewegungen hauptsächlich die kontralaterale Hemisphäre betreffen würde, insbesondere den lateralen Teil des primären motorischen Kortex; wohingegen die Aktivierung während Schulterbewegungen medialer und umfassender als die der Hand wäre und die kontralaterale prämotorische Region und den ergänzenden motorischen Kortex einbeziehen würde. Wenn diese drei kortikalen Regionen durch fNIRS unterschieden werden könnten, könnte diese Technik verwendet werden, um die spontane motorische Erholung und die durch Rehabilitation induzierte Erholung nach einem Schlaganfall zu messen.

Die Untersuchungen werden vom Studienleiter oder von spezialisierten Technikern der Abteilung für neurologische Funktionserkundung durchgeführt.

Jede Erfassung hat eine Dauer von 920 Sekunden, sie beginnt mit einer Ruhezeit von 120 Sekunden, die der Grundlinie entspricht.

Für jeden Zustand werden die Bewegungen mit einer Frequenz von 0,5 Hz durchgeführt, was die optimale Frequenz für die Beobachtung der kortikalen Aktivierung mit einem Metronom zu sein scheint. Jede Bewegung wird also 10 Mal pro Block ausgeführt.

Die Reihenfolge der Platzierung der verschiedenen Bedingungen wird ausgeglichen. Zwischen den Bewegungsperioden befindet sich das Subjekt für 30 Sekunden in einer Ruheposition.

Die Anweisungen „Bewegung“ und „Ruhe“ werden zu Beginn jeder Phase gegeben.

Das Protokoll hat 2 Bedingungen:

• Schulteraufgabe
• Handaufgabe

Nach der Rekrutierung der Teilnehmer überprüft der Studienleiter die Einschluss- und Nichteinschlusskriterien.

Am Tag der ersten Akquisition wird sich der Proband zum Zeitpunkt seines Termins in der neurologischen Abteilung vorstellen.

Dann wird das fNIRS-Erfassungs-Headset (Brite 24) von einem spezialisierten Techniker installiert und die Beschaffungsanweisungen werden gegeben.

Anschließend wird die Übernahme durchgeführt. Der Helm wird erst am Ende der Erfassung abgenommen