Untersuchung der zerebralen Aktivierung durch fNIRS während einer vibrationsinduzierten Bewegungsillusion bei gesunden Teilnehmern und Schlaganfallteilnehmern. (VIBRANIRS)

Die wahrgenommenen Empfindungen von Gliedmaßen und Bewegungen (Kinästhesie) ermöglichen es uns, uns ohne visuelles Feedback zu positionieren und nicht unsere ganze Aufmerksamkeit alltäglichen Aufgaben wie dem Gehen oder dem Nehmen und Halten eines Gegenstands zu widmen. Diese wahrgenommenen bewussten Empfindungen stammen von Rezeptoren, sogenannten Propriozeptoren, die sich in der Haut, Gelenken und Muskeln befinden. Wenn sich eine Gliedmaße bewegt und ein Muskel gedehnt wird, entsteht das Hauptgefühl der Dehnung der Gliedmaße durch die Stimulation eines Propriozeptors, der Muskelspindel genannt wird, genauer gesagt von seinem primären Ende, der 1a-Faser. Künstlich können 1a-Fasern durch Vibration des Muskels um 80 Hz (optimal) stimuliert werden. Bei der Stimulation von 1a-Fasern des Trizeps wird ein Dehnungssignal erzeugt und eine Illusion einer Beugung kann gespürt werden, solange keine andere gegenteilige Rückmeldung erfolgt, wie z. B. eine Vibration des Antagonistenmuskels oder eine visuelle Rückmeldung des unbeweglichen Glieds, da diese für mehr sorgt zuverlässige Informationen an das Gehirn. Bisher wurden neuronale Zusammenhänge mit Muskelspindelvibrationen und Bewegungsillusionen bei gesunden Teilnehmern nicht vollständig charakterisiert und sind bei Schlaganfallteilnehmern nicht bekannt.

Um die Wirkung vibrationsinduzierter Bewegungsillusionen auf die Gehirnaktivierung bei gesunden Teilnehmern und Schlaganfallteilnehmern zu untersuchen, schlagen die Forscher vor, ein innovatives Werkzeug der Neurobildgebung zu verwenden, die funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS).

fNIRS ermöglicht die Untersuchung kortikaler Gehirnaktivierungen durch Messung zerebraler hämodynamischer Variationen. Tatsächlich beruht es genau wie die fMRT auf der hämodynamischen Reaktionsfunktion (HRF), die durch neurovaskuläre Kopplung verursacht wird. Seine Tragbarkeit und Nicht-Invasivität machen es zu einem großartigen Werkzeug zur Untersuchung von Gehirnaktivierungen in einer ökologischeren Umgebung (z. B. im Stehen oder Sitzen).

Diese Forschung zielt darauf ab, das subjektive Bewegungsempfinden und die kortikalen Gehirnbereiche zu untersuchen und zu vergleichen, die an der Muskelspindelvibration und Bewegungsillusion bei gesunden Teilnehmern und Schlaganfallteilnehmern beteiligt sind.

Das Protokoll besteht aus 4 oder 2 verschiedenen Bedingungen (zweimal wiederholt) vibrationsinduzierter Bewegungsillusion bei gesunden bzw. Schlaganfallteilnehmern, was zu 8 oder 4 Vibrationsblöcken mit 3 Vibrationen pro Block führt:

Gesunde Teilnehmer, je 2 Mal (24 Schwingungen):

• Rechter Arm, Augen geöffnet (No-Illusion-Zustand; RO)
• Rechter Arm, Augen geschlossen (Illusionszustand; RC)
• Linker Arm, Augen geöffnet (No-Illusion-Zustand; LO)
• Linker Arm, Augen geschlossen (Illusionszustand; LC)

Schlaganfallteilnehmer jeweils 2 Mal (12 Vibrationen):

• Mangelhafte Seite, Augen geöffnet (No-Illusion-Zustand; DO)
• Mangelhafte Seite, Augen geschlossen (Illusionszustand; DC)

Die Reihenfolge der Bedingungen ist pseudorandomisiert, die Teilnehmer können mit dem linken oder rechten Arm mit geöffneten oder geschlossenen Augen beginnen. Wenn Sie entweder mit dem linken oder rechten Arm beginnen, werden alle Bedingungen erfüllt, bevor mit dem anderen Arm fortgefahren wird (für gesunde Teilnehmer). Insgesamt sollte die Anzahl der Teilnehmer, die mit Rechts- oder Linksvibration beginnen, gleich sein.

Die verwendeten fNIRS-Geräte sind Brite MKII und Brite MKIII (Artinis Medical System, Niederlande).

Als Vibrationsgerät kommt ein Vibrator von VibraMoov zum Einsatz. Das subjektive Bewegungsempfinden wird anhand der SKIP-Skala (Standardized Kinesthetic Illusion Procedure) analysiert. Die Teilnehmer müssen ihr Bewegungsempfinden nach jedem Zustand (Block mit 3 Vibrationen) von 0 bis 3 angeben, wobei 0 kein Bewegungsempfinden und 3 ein klares und präzises Bewegungsempfinden bedeutet. Die Teilnehmer müssen auch die Bewegungsrichtung beschreiben. Eine Punktzahl von 1 wird vergeben, wenn die beschriebene Bewegung der erwarteten entspricht, und eine Punktzahl von 0 wird für alle anderen Bewegungen vergeben.