CONTROL Kävelytutkimus

Ikääntyminen johtaa usein kävelytoimintojen huomattavaan heikkenemiseen, erityisesti monimutkaisemmissa kävelytehtävissä, kuten esteiden ylityksessä. Tämä johtuu osittain jatkuvan monimutkaisen kävelyn (istumisenesto) harjoittamisen puutteesta yhdistettynä ikään liittyviin aivojen rakenteen puutteisiin ja aivoverkostojen eheyteen. Neurorehabilitaatio voi osaltaan palauttaa menetetyt kävelytoiminnot vanhemmilla aikuisilla, mutta merkittäviä ja pysyviä parannuksia on vaikea saada aikaan. Neurorehabilitaation kulmakivi on motorinen oppiminen, joka määritellään pysyväksi muutokseksi kyvyssä suorittaa motorinen tehtävä harjoituksen tai kokemuksen vuoksi. Valitettavasti useimmissa kliinisissä tilanteissa riittävän intensiivisen motorisen oppimisen toimenpiteen toteuttamisen aika- ja kustannusvaatimukset eivät ole mahdollisia. Tarvitaan tutkimusta strategioiden kehittämiseksi kävelyn motorisen oppimisen ("liikkumisoppimisen") tehostamiseksi neurorehabilitaation tehokkuuden parantamiseksi.

Tämän tutkimuksen tavoitteena on käyttää non-invasiivista aivostimulaatiota liikuntaoppimisen tehostamiseen ja tutkia aivoverkostoja, jotka ovat vastuussa liikuntarajoitteisten iäkkäiden aikuisten liikuntaoppimisesta. Tutkijat ovat osoittaneet, että etuaivojen alueet, erityisesti prefrontaalinen aivokuori, ovat ratkaisevia monimutkaisten kävelytehtävien hallinnassa. Tutkijoiden neurokuvaus- ja neuromodulaatiotutkimukset osoittavat myös, että prefrontaalisen aivokuoren rakenne ja verkkoyhteydet ovat tärkeitä uusien motoristen taitojen hankkimisessa ja vahvistamisessa. Kävelytehtävien oppimisessa on kuitenkin suuri aukko. Ehdotettu tutkimus on suunniteltu korjaamaan tämä aukko. Tutkijoiden pilottitiedot iäkkäiltä aikuisilta osoittavat, että prefrontaalinen transkraniaalinen tasavirtastimulaatio (tDCS), jota annetaan monimutkaisen estekävelytehtävän oppimisen aikana, edistää tehtävän suorituskyvyn säilymistä useana päivänä. Ehdotetussa tutkimuksessa tutkijat hyödyntävät tätä pilottityötä suorittamalla täyden mittakaavan kokeen, joka tutkii myös aivojen rakenteeseen, toiminnalliseen toimintaan ja verkkoyhteyksiin liittyviä mekanismeja. Tutkijat pyrkivät seuraaviin erityisiin tavoitteisiin:

Erityinen tavoite 1: Määritä, missä määrin prefrontaalinen tDCS lisää tehtäväharjoittelun vaikutusta suorituskyvyn säilyttämiseen monimutkaisessa estekävelytehtävässä.

Erityinen tavoite 2: Selvitä, missä määrin suorituskyvyn säilyttäminen liittyy yksilöllisiin eroihin lähtötilanteessa ja käytäntöjen aiheuttamissa muutoksissa aivomittauksissa (mukaan lukien harmaan aineen tilavuus ja aivoverkoston erottelu).

Erityinen tavoite 3: Tutki, missä määrin tDCS muuttaa lepotilan verkon erottelua.

Tutkijat odottavat, että prefrontaalinen tDCS lisää liikkumisoppimisen säilymistä ja että tiedot tarjoavat ensimmäiset todisteet tietyistä aivomekanismeista, jotka ovat vastuussa liikkumisvaikeuksista kärsivien iäkkäiden aikuisten liikuntaoppimisesta/säilytyksestä. Tämä uusi tieto tarjoaa kliinisesti toteuttamiskelpoisen interventiolähestymistavan sekä paljastaa mekaaniset tavoitteet tuleville interventioille, jotka parantavat liikkumisoppimista ja säilyttämistä.