Pilotstudie zu den Auswirkungen von Hirnstimulation auf Orientierungs- und Mobilitätsfähigkeiten bei Erwachsenen mit Sehbehinderung.

Diese Pilotstudie mit Crossover-Design innerhalb der Probanden beinhaltet die Anwendung eines schwachen fokussierten elektrischen Stroms am Kopf, um Bereiche der visuellen Verarbeitung, genauer gesagt den primären visuellen Kortex (V1) innerhalb des Okzipitalpols, zu adressieren. Der Zweck dieser Studie ist es, die Wirksamkeit der hochfrequenten transkraniellen Rauschstimulation (hf-tRNS), einer sicheren und etablierten Form der Hirnstimulation, auf die O&M-Leistung von Personen mit eingeschränkten Gesichtsfeldern in beiden Augen aufgrund von Retinitis pigmentosa (RP), Stäbchen-Zapfen-Dystrophie oder fortgeschrittenem Glaukom zu untersuchen.

Die Teilnehmer werden aus universitätsaffilierten Kliniken sowie lokalen klinischen Praxen rekrutiert. Nach Erteilung der vollständigen informierten Einwilligung beim ersten Besuch werden die Teilnehmer klinische Tests absolvieren, um zu bestätigen, dass sie die Eignungskriterien der Studie erfüllen. Diese Tests umfassen die Messung ihrer korrigierten binokularen Fern- und Nahsehschärfe, des binokularen Kontrastempfindens, der Binokularität sowie ihrer peripheren Gesichtsfelder. Die Forscher werden auch sicherstellen, dass es für den Teilnehmer sicher ist, sich einer Hirnstimulation zu unterziehen, indem sie eine Liste von Kontraindikatoren für Hirnstimulationsinterventionen verwenden und verifizieren, dass die Teilnehmer frei von körperlichen oder motorischen Beeinträchtigungen sowie vestibulären Störungen oder Dysfunktionen sind, die ihre Geh- und Gleichgewichtsfähigkeiten beeinträchtigen können.

Während der beiden nachfolgenden Besuche werden die Effekte der Stimulation (die 20 Minuten dauert) 2 und 30 Minuten nach der Stimulation untersucht. Zur Bewertung der Verbesserung werden verschiedene Maße der O&M-Leistung erfasst, während die Teilnehmer einen O&M-Parcours absolvieren, der in 4 Abschnitte unterteilt ist und aus einer Reihe statischer natürlicher und künstlicher (vom Menschen geschaffener) Hindernisse besteht. Sie werden angewiesen, die verschiedenen Abschnitte in einem angenehmen Tempo zu gehen und die Hindernisse sicher zu überwinden, ohne eines davon zu berühren. Ihnen wird auch mitgeteilt, in welchen Abschnitten sie Hindernisse erwarten können. Statische natürliche Hindernisse beziehen sich auf feste/stabile Hindernisse, die entweder leicht in der Umgebung zu finden sind (z.B. Topfpflanzen) oder Teil der Architektur des Gebäudes sind (z.B. eine Säule oder eine versiegelte Türöffnung). Künstliche Hindernisse bestehen aus leichten Materialien wie Polystyrol, Gummischaum, weicher Pappe oder Papier. Statische natürliche/echte Hindernisse befinden sich auf Fußhöhe, von Fuß bis Kniehöhe sowie auf Schulter- und Kopfhöhe, während künstliche Hindernisse entweder über dem Knie, auf Hüfthöhe, auf Schulter- oder Kopfhöhe platziert werden. Personen mit eingeschränktem Gesichtsfeld in beiden Augen, die einen langen weißen Stock zur Fortbewegung nutzen und eine O&M-Schulung (einschließlich Stockfertigkeiten) von einem Orientierungs- und Mobilitätsfachmann erhalten haben, werden gebeten, den Parcours mit ihrem Stock zu absolvieren. Allerdings können auch Personen mit eingeschränktem Gesichtsfeld in beiden Augen, die keinen Stock verwenden, denselben Parcours absolvieren.

Leistungsmaße umfassen das primäre Ergebnis Maß der prozentualen bevorzugten Gehgeschwindigkeit (PPWS), das heißt die Gehgeschwindigkeit der sehbehinderten Person in einer Umgebung mit Hindernissen, ausgedrückt als Prozentsatz ihrer bevorzugten Gehgeschwindigkeit auf einem hindernisfreien Weg. Sekundäre Ergebnis Maße umfassen: die Zeit, die für die Absolvierung jedes der 4 Abschnitte des Parcours benötigt wird, die Anzahl der O&M-Fehler, die visuelle Erkennungsdistanz (VDD) (die Entfernung, in der eine Person ein Hindernis auf ihrem Weg erkennt, auch wenn sie es nicht identifizieren kann) und die visuelle Identifikationsdistanz (VID) (die Entfernung, in der eine Person ein Hindernis auf ihrem Weg korrekt identifizieren kann).

Parcoursabschnitt #1 wird keine Hindernisse enthalten. Die für die Absolvierung des Parcoursabschnitts benötigte Zeit, die Anzahl der O&M-Fehler und die bevorzugte Gehgeschwindigkeit auf einem hindernisfreien Weg (ermittelt aus der Abschlusszeit und der Länge des geraden, ebenen Weges) werden gemessen.

Parcoursabschnitt #2 wird Hindernisse enthalten und ein Innenraum sein, der zu einem offeneren Raum innerhalb des Gebäudes führt. Die für die Absolvierung des Parcoursabschnitts benötigte Zeit, die Anzahl der O&M-Fehler und die bevorzugte Gehgeschwindigkeit auf einem behinderten Weg (ermittelt aus der Abschlusszeit und der Länge des Weges) werden gemessen. Die prozentuale bevorzugte Gehgeschwindigkeit (PPWS) wird berechnet. PPWS ist die bevorzugte Gehgeschwindigkeit der Person in Parcoursabschnitt #2, ausgedrückt als Prozentsatz ihrer bevorzugten Gehgeschwindigkeit in Parcoursabschnitt #1.

Parcoursabschnitte #3 und #4 werden zur Messung von VDD und VID verwendet. Jeder Parcours wird ein gerader Innenkorridor sein, der nur ein Hindernis enthält, und das Hindernis wird für jeden der beiden Abschnitte unterschiedlich sein. Darüber hinaus wird Parcoursabschnitt #3 als Übungsparcours für die Messung von VDD und VID verwendet. Die für die Absolvierung des Parcoursabschnitts benötigte Zeit, die Anzahl der O&M-Fehler, die visuelle Erkennungsdistanz (VDD) und die visuelle Identifikationsdistanz (VID) werden in den Parcoursabschnitten #3 und #4 gemessen.

Es ist wichtig zu beachten, dass für Parcoursabschnitte mit Hindernissen (Parcoursabschnitte #2 bis 4) die Position der Hindernisse in jedem Versuch (vor, nach 1 und nach 2) nicht variiert wird, sondern die Position der Hindernisse an jedem Behandlungstag randomisiert wird. Darüber hinaus werden jederzeit zwei Forscher beim Teilnehmer anwesend sein. Einer wird beim Teilnehmer sein, um Anweisungen zu geben und Daten aufzuzeichnen; während der andere vor dem Teilnehmer sein wird, um sicherzustellen, dass der Weg frei ist, die Zeiten aufzuzeichnen und zu bestätigen, dass die Hindernisse noch an Ort und Stelle sind (falls zutreffend), sowie die Sitzung aufzuzeichnen, sobald die Einwilligung des Teilnehmers beim ersten Besuch eingeholt wurde. Durch die Videoaufzeichnung des Teilnehmers während der Absolvierung der Parcoursaufgabe können die Forscher genauere Maße für Zeit und Anzahl der O&M-Fehler erhalten.

Es wird zwei Stimulationssitzungen geben (eine mit aktiver Stimulation und eine mit Placebo (die Reihenfolge wird randomisiert, sodass weder der Teilnehmer noch der Forscher wissen, was der Proband erhalten wird)). Bei den beiden Stimulationssitzungen werden die primären und sekundären Ergebnis Maße bewertet, während die Teilnehmer den O&M-Parcours vor der Stimulation (O&M-Pretest), 2 Minuten nach der Stimulation (O&M-Post-Test 1/unmittelbar nach der Stimulation) und 30 Minuten nach der Stimulation (O&M-Post-Test 2/30 Minuten nach der Stimulation) absolvieren.

Wir stellen die Hypothese auf, dass die Anwendung von hf-tRNS auf V1 die Orientierungs- und Mobilitätsfähigkeiten von Personen mit eingeschränkten Gesichtsfeldern unmittelbar nach der Stimulation verbessern wird, als Folge einer Erhöhung der kortikalen Erregbarkeit der stimulierten Hirnzellen, was folglich zu Verbesserungen des peripheren Sehens und des Kontrastempfindens führt und es den Teilnehmern somit ermöglicht, Objekte und Hindernisse auf ihrem Weg sicher zu erkennen. Unser Ziel ist es, die grundlegenden visuellen Prozesse von Personen mit eingeschränkten Gesichtsfeldern mithilfe von hf-tRNS zu verbessern. Aus wissenschaftlicher Perspektive hoffen wir, herauszufinden, ob Hirnstimulation als zusätzliches Rehabilitationswerkzeug zur Verbesserung der O&M-Fähigkeiten von Personen mit eingeschränkten Gesichtsfeldern dienen kann. Wir erwarten, dass die Teilnehmer vorübergehende O&M-Verbesserungen erfahren werden, jedoch wird es keine anhaltenden Verbesserungen der O&M-Fähigkeiten durch eine solche Einzelsitzung innerhalb des Studiendesigns geben. Wenn die Ergebnisse dieser Studie eine positive Wirkung zeigen, werden die Daten verwendet, um eine größere Studie zu planen. Alle Verfahren finden im Human Visual Neuroscience Laboratory, University of Waterloo, Ontario, Kanada, statt.