Hemisfäärinen plastisuus ihmisissä

Tämä tutkimus selvittää, kuinka aivot ohjaavat liikkeitä lähettämällä viestejä selkäytimeen ja lihaksiin. Tutkijat haluavat tietää, lisääkö käsilihaksen vahvistaminen saman lihaksen voimaa toisessa kädessä ja tapahtuuko näitä muutoksia aivoissa tai selkärangassa vai molemmissa. Plastisuus viittaa tässä tutkimuksessa aivojen ja hermoston hermopolkujen jatkuviin muutoksiin. Tutkijat ovat nähneet tapauksia, joissa lihaksen laaja käyttö (voimantuotanto) yhdessä lihasryhmässä on lisännyt saman lihasryhmän voimaa kehon vastakkaisella puolella (voimansiirto). Tämä tilanne tapahtuu ilman, että käyttämätön lihas kasvaa, mikä viittaa siihen, että harjoitus aiheuttaa muutoksia joissakin aivojen tai selkärangan osissa. On elintärkeää, että tutkijat tietävät, miten tämä vaikutus toimii, jotta he voivat luoda uusia kuntoutusmenetelmiä ihmisille, jotka eivät voi liikkua tai joilla on vaikeuksia liikkua toisella puolellaan.

Tähän tutkimukseen voivat osallistua 18–60-vuotiaat potilaat, jotka ovat terveitä ja joilla ei ole aiemmin ollut vakavia luihin, niveliin tai hermostoon vaikuttavia sairauksia. Potilaat käyvät lääkärintarkastuksessa. Tulee 1 tai 2 testauskertaa, 20 koulutustilaisuutta ja 1 tai 2 lopputestauskertaa, jolloin potilaita pyydetään tulemaan laboratorioon vain 4 kertaa (yhteensä noin 10 tuntia) tai enintään 25 käynnille (noin 20 tuntia yhteensä). Tutkija ilmoittaa, mihin kuudesta eri ryhmästä potilas on valittu.

Testausistuntojen aikana kummankin käden osoittimen ja pienten sormien vahvuus määritetään erittäin lyhyiden sähköpulssien avulla. Mukana on myös transkraniaalinen magneettistimulaatio (TMS) ja 1 Hz TMS. Tutkijat asettavat yhden tai kaksi lankakäämiä potilaan päänahkaan ja tekevät päänahkaan merkkejä, jotka poistetaan istunnon lopussa. TMS:n aikana kelan läpi johdetaan lyhyt sähkövirta, joka luo magneettisen pulssin, joka stimuloi aivoja. Potilaat kuulevat napsahduksen ja tuntevat napsahtavan tunteen iholla. He voivat myös tuntea ja nähdä pieniä nykimistä käsien lihaksissa, ja sormet tai ranne voivat liikkua. Magneettisia ärsykkeitä tulee yhteensä noin 300 nopeudella 10 pulssia minuutissa. Potilailla on myös elektromyogrammi (EMG), menetelmä, joka tallentaa sähköistä aktiivisuutta lihaksissa, jotka aktivoituvat sähköisellä tai magneettisella stimulaatiolla. Metallielektrodit kiinnitetään ihoon lihaksen yli. EMG:n aikana potilaita pyydetään jännittämään tiettyjä lihaksia hieman. Riippuen ryhmästä, johon potilas on määrätty, häntä voidaan pyytää käyttämään oikeaa etusormea ​​käyttämällä vapaaehtoista lihasliikettä, sähköstimulaatiota, mielikuvitustaan, toisen käden lihaksen sähköstimulaatiota tai vapaaehtoisia liikkeitä, joita seuraa välittömästi toistuva TMS.

Riippumatta ryhmätehtävästä, sormiharjoituksia on viisi lohkoa, joissa on 10 toistoa per istunto, 200 toistoa viikossa ja 1 000 toistoa koko tutkimuksen ajan. Opintojaksojen aikana potilaat voivat keskustella ja liikkua. He voivat pitää tauon ja poistua huoneesta tarvittaessa. Useimmissa tapauksissa istunto kestää alle 2 tuntia. Mukana on myös kontrolliryhmä, jonka jäsenet eivät harjoittele sormiaan, vaan osallistuvat vain testausistuntoihin. TMS on turvallinen menettely; päänahan lihasten voimakkaiden supistusten on kuitenkin tiedetty aiheuttavan päänsärkyä. Lisäksi TMS:n häiritsevän melun vuoksi potilaille asennetaan korvatulpat, joita voidaan käyttää toimenpiteen aikana.

Osallistujille maksetaan korvauksia tutkimukseen liittyvistä epämukavuudesta ja haitasta, enintään 500–600 dollaria, riippuen ryhmien tehtävästä. Tästä tutkimuksesta ei ole suoraa hyötyä osallistujille. Tutkijat toivovat kuitenkin saavansa tietoa, joka auttaa heitä ymmärtämään paremmin, kuinka aivojen molemmat puolet hallitsevat liikettä ja kuinka ne vaikuttavat toisiinsa liikkeenhallinnassa.