Fyysiseen harjoitteluun liittyvän transkraniaalisen tasavirtastimulaation vaikutukset: metaplastisuustutkimus

Ennen kahta tutkimuksen vaihetta koehenkilöt arvioidaan seuraavilta näkökohdilta: ahdistus Beckin ahdistuskartalla; masennus Beck masennus inventaario; fyysisen harjoittelun taso kansainvälisen liikuntaa koskevan kyselylomakkeen mukaan; stressi stressin havaitun asteikon mukaan 10.

Ensimmäisessä vaiheessa koehenkilöille suoritetaan 4 ehtoa: (i) 15 minuutin fyysinen harjoitus kohtalaisella intensiteetillä; (ii) 10 minuuttia korkean intensiteetin fyysistä harjoittelua; (iii) 30 minuuttia fyysistä harjoittelua lievästi intensiivisesti; iv) 15 tai 30 minuutin lepo. Ennen kutakin tilaa aivokuoren kiihtyvyys mitataan transkraniaalisella magneettistimulaatiolla moottorin aiheuttaman potentiaalin (MEP) avulla; verensokeritaso mitataan glukometrillä. MEP tehdään myös välittömästi harjoituksen jälkeen ja 5 minuutin välein 30 tunnin ajan harjoituksen/levon jälkeen. Verensokeri mitataan heti harjoituksen jälkeen.

Toisessa vaiheessa koehenkilöille suoritetaan kuusi ehtoa: (i) anodaalinen tDCS + fyysinen harjoitus 1; (ii) anodaalinen tDCS + fyysinen harjoitus 2; (iii) katodinen tDCS + fyysinen harjoitus 1; (iv) katodinen tDCS + fyysinen harjoitus 2; (v) vale-tDCS + fyysinen harjoitus 1; (vi) näennäinen tDCS + fyysinen harjoitus 2. Fyysisen harjoituksen intensiteetti ja kesto riippuvat edellisen vaiheen tuloksista ja määritetään vaiheen 1 jälkeen. Tässä vaiheessa verensokeriarvo mitataan ennen ja välittömästi fyysistä harjoittelua. Aivokuoren kiihtyvyys arvioidaan transkraniaalisen magneettisen stimulaation avulla seuraavilla toimenpiteillä: moottorin herätepotentiaali - ennen tDCS:ää, tDCS:n jälkeen, välittömästi, 10, 20, 30, 60, 90 minuuttia harjoituksen jälkeen; lepomotorinen kynnys - ennen tdcs:tä, välittömästi ja 90 minuuttia harjoituksen jälkeen; rekrytointikäyrä - ennen tdcs:tä, välittömästi ja 90 minuuttia harjoituksen jälkeen.

tDCS-tila tDCS-sovelluksen aikana potilaat istutetaan mukavassa tuolissa, jossa on pää- ja käsinojat. Virta syötetään DC-stimulaattorilla (NeuroConn, Saksa) käyttäen paria suolaliuoksella kasteltuja sienielektrodeja (pinta 35 ja 36 cm²).

tDCS:ää sovelletaan Cz:iin ja Oz:iin kansainvälisen 10-20 EEG-järjestelmän mukaisesti. Anodisessa tDCS:ssä anodi sijoitetaan Cz:ään ja katodi Oziin. Katodisessa tDCS:ssä käänteinen asento tehdään. Käytetyt virran intensiteetin ja keston (annoksen) parametrit määritettiin aiemmin aivohalvauksen jälkeisillä potilailla: 2 mA:n stimulaatiointensiteetti 20 minuutin ajan virran noustessa ja laskussa 10 sekuntia kumpikin.

Vale tDCS:ää on käytetty useissa tutkimuksissa aktiivisen tDCS:n vaikutuksen arvioimiseksi. Huijaukselle oletetaan anodisen tDCS:n sama asento, mutta virran kesto on vain 30 sekuntia, virran nousun ollessa 10 sekuntia kumpikin. Lisäksi sähköstimulaatiolaite sammuu automaattisesti potilaan huomaamatta. Näin ollen potilaat kokevat varhaisia ​​tuntemuksia (lievää tai kohtalaista pistelyä) stimulaatiokohdassa ilman, että se aiheuttaa vaikutusta. Lisäksi jokaisen tDCS-istunnon jälkeen potilaat vastaavat haittavaikutuksia koskevaan kyselyyn.

Fyysinen kunto Harjoituksen intensiteetti määräytyy maksimisykkeen (max HR) mukaan kaavalla (220 - ikä). Korkealla intensiteetillä intensiteetti on xx - xx % maxHR:stä; kohtalainen intensiteetti, 64-76 % maxHR:stä; lievä intensiteetti, 57-63 % maxHR:stä. Lisäksi fyysisen harjoituksen aikana sykettä arvioidaan jatkuvasti POLAR-laitteella ja havaittu nopeusasteikko rekisteröidään joka 3. minuutti modifioidulla Borgin asteikolla. Tulosmittaukset Aivotoiminnan arviointi suoritetaan käyttämällä yhden pulssin transkraniaalista magneettistimulaatiota ( TMS-p). Magneettistimulaatiota (Neurosoft, Venäjä) käytetään 8-kelan kautta oikean sääriluun etulihaksen (hotspot) motorisen aivokuoren esityksen määrittämiseksi ja suoritettiin seuraavat sähköfysiologiset toimenpiteet aivokuoren aktiivisuuden arvioimiseksi: (i) Motor Evoked Potential (MEP); (ii) lepomoottorin kynnys (RMT) ja (iii) rekrytointikäyrä (RC).

Ensin potilaita neuvotaan istumaan tuolilla ja etsimään mukava asento. Hotspotin katsotaan olevan herkempi alue, jolla on voimakkaampi moottorin herätepotentiaali (MEP), mitattuna elektromyografialla.

Seuraavat elektrofysiologiset toimenpiteet suoritetaan vasemmalla aivopuoliskolla aivokuoren toiminnan arvioimiseksi:

(i) Motor Evoked Potential (MEP): magneettistimulaattorin intensiteetti säädetään tuottamaan 0,4 mV:n keskimääräinen MEP. TMS-p:tä käytetään sääriluun etuosan aivokuoren esityksen alueella, ja ärsykkeiden keskimääräisten vasteiden tulisi saavuttaa 0,4 - 0,6 mV.

(ii) Lepomotorinen kynnys (RMT): potilasta pyydetään suorittamaan sääriluun etulihaksen supistus, minkä jälkeen TMS-p antaa hänelle kymmenen pulssia lepomotorisen kynnyksen määrittämiseksi. Moottorin kynnys vastaa TMS-p:n pienintä intensiteettiä, joka tuottaa 50 μV:n MEP:n 50 %:ssa hotspotiin kohdistetuista pulsseista.

(iii) Rekrytointikäyrä (RC): Viisi ärsykettä käytettiin kullakin seuraavista intensiteetistä: 5 % lepomotorisen kynnyksen (RMT) alapuolella, RMT, 5 % RMT:n yläpuolella, 10 % RMT:n yläpuolella, 20 % RMT:n yläpuolella, 30 % RMT:n yläpuolella. RMT, 35 % RMT:tä korkeampi ja 100 % stimulaattorin tehosta. Viisi ärsykettä kullakin intensiteetillä toimitettiin lohkossa, mutta stimulaation intensiteetin muutosten järjestys oli satunnainen. Peräkkäisten TMS-ärsykkeiden välinen aika oli 5,5 - 6,5 sekuntia.