Untersuchung der zerebralen Aktivierung durch fNIRS während des Gehens mit verschiedenen rhythmischen Hörstimulationen bei gesunden Probanden (MoveNIRS)

Gang- und Gleichgewichtsstörungen, die durch neurologische Erkrankungen verursacht werden, betreffen viele Menschen auf der ganzen Welt und beeinträchtigen ein unabhängiges Leben und eine hohe Lebensqualität. Die Gangrehabilitation ist daher für Menschen mit neurologischen Erkrankungen von großer Bedeutung. In den letzten Jahren wurden Rehabilitationsstrategien unter Berücksichtigung neuer technologischer Geräte und Paradigmen entwickelt, um die Effektivität der Rehabilitation zu erhöhen. Gehirn- und klinische Forschung haben ein neues Verständnis der Fähigkeiten von Musik geliefert, motorische Funktionen zu aktivieren und zu formen, um die Erholungsprozesse des Gehirns zu unterstützen. Menschen besitzen die Fähigkeit, Bewegungen wahrzunehmen und mit der Beatin-Musik zu synchronisieren. Im Zusammenhang mit der motorischen Rehabilitation fördert Musikrhythmus die Bewegung bei Patienten mit neurologischen Beeinträchtigungen und eröffnet neue Grenzen für die Verwendung von Rhythmus und Musik, um das motorische System zu stärken und die Verbesserung von Mangelfolgen zu fördern. Rhythmische auditive Stimulation (RAS) ist eine Gangrehabilitationsmethode, bei der Patienten Fußschritte mit einem Metronom oder Musikschlägen synchronisieren. Typischerweise werden rhythmische Signale an die bevorzugte Kadenz des Individuums angepasst, und sobald die Bewegung von den externen Signalen mitgenommen wird, wird der Rhythmus allmählich um 5–10 % gegenüber der Grundlinie erhöht. Über die neuronalen Korrelate des Gangs während RAS ist jedoch wenig bekannt.

fNIRS (funktionelle Nahinfrarotspektroskopie) ist eine funktionelle Methode, die es ermöglicht, die Veränderungen der Großhirnrinde während verschiedener Aufgaben (wie fMRI) zu untersuchen. Diese Technik ermöglicht es daher, die Gehirnaktivierung unter ökologischeren Bedingungen als fMRI zu untersuchen und eignet sich daher besonders zur Erforschung von Rehabilitationstechniken.

Diese Forschung zielt darauf ab, bei gesunden Probanden die Gehirnregionen zu untersuchen und zu vergleichen, die an 4 Gangzuständen ohne und mit rhythmischen Hörstimulationen beteiligt sind.

Das Protokoll hat 4 Bedingungen:

• Gang in bevorzugter Kadenz ohne auditive Stimulation (Gang1)
• Gangart mit langsamer rhythmischer Hörstimulation durch Musik (RAS-Slow). Die Schlagzahl der Musik betrug bei allen Teilnehmern 68,5 pro Minute.
• Gangart mit schneller temposynchroner rhythmischer Hörstimulation durch Musik (RAS-Fast). Die Schlagfrequenz der Musik wurde auf 10 % über der bevorzugten Gangkadenz jedes Patienten eingestellt. Die bevorzugte Kadenz wurde als Mittelwert der 6 Versuche während Gang 1 betrachtet.
• Gang ohne auditive Stimulation (Gang2) Die Untersucher wählten eine feste Reihenfolge statt einer randomisierten, da die Verwendung von auditiver Stimulation nachfolgende Aufgaben stören könnte. Der bequeme Gang wurde als erste und letzte Bedingung vorgeschlagen, um diese Nachwirkung zu kontrollieren.

Das fNIRS wird das Brite MKII-Gerät verwenden. Gangparameter wurden mit FeetMe(R) Monitor (Einlegesohle Version FTM-DK, Atmel Firmware Version 2.3.10, Nordic-Firmware-Version 6.3.15).

Vier Gangparameter, darunter Geschwindigkeit, Trittfrequenz, Schrittlänge und doppelte Stützzeit, wurden analysiert. Die Gehgeschwindigkeit ist definiert als die Gehstrecke in einer Sekunde (in cm/s), die Trittfrequenz als die Anzahl der Schritte innerhalb einer Gehminute (in Schritten/min). Die Schrittlänge gibt die Entfernung (in cm) vom ersten Kontakt eines Fußes bis zum nachfolgenden Kontakt desselben Fußes an. Die doppelte Stützzeit tritt auf, wenn beide Füße gleichzeitig den Boden berühren, sie wird auf die Schrittzeit normalisiert und in % Gait Cycle (%) ausgedrückt. Diese 4 Parameter werden am häufigsten verwendet, wenn die Wirkung von SAR auf den Gang untersucht wird.