Aivostimulaation vaikutus aivohalvauksesta selviytyneiden ja terveiden aikuisten askelsuorituskykyyn (Gait)

Tämä tutkimus tehdään Texas Woman's Universityn (TWU) Houstonin kampuksella, ja se sisältää kaksi vaihetta: Vaihe I sisältää yhden interventiotutkimuksen ja vaihe II sisältää neljän viikon interventiotutkimuksen. Tutkimukseen ilmoittautumisen jälkeen osallistujat voivat valita osallistuvatko vain vaiheen I tutkimukseen vai sekä vaiheen I että vaiheen II tutkimuksiin.

Vaihe I -tutkimus - osallistujia pyydetään suorittamaan kaksi käyntiä 1-14 päivän välein. Kaikkien testien suorittamiseen kuluu yhteensä noin 6,5 tuntia heidän ajastaan ​​(3,5 tuntia ensimmäisellä käynnillä ja 3 tuntia toisella käynnillä, kaksi käyntiä). Osallistujien tulee käyttää lyhythihaista t-paitaa, shortseja ja tennareita testausta varten. Ensimmäisen käynnin aikana tutkijat mittaavat, kuinka hyvin hermosto toimii ja kuinka hyvin yksilö kävelee (katso yksityiskohdat seuraavasti). Jos osallistujilla on ollut aivohalvaus aiemmin, tutkijat tekevät ensimmäisellä vierailulla testejä varmistaakseen, että osallistujilla on hyvä tunne, tasapaino ja motoriset vasteet jaloissaan. Jos kaikki testit ovat hyviä, osallistujat täyttävät lomakkeen, jossa kysytään heidän sairaushistoriastaan. Jos osallistujilla ei ole ollut aivohalvausta, tutkijat esittävät muutaman kysymyksen varmistaakseen, ettei osallistujilla ole lääketieteellisiä ongelmia.

Seuraavaksi tutkijat pyytävät osallistujia oppimaan jalkojen liiketehtävän jokaisella vierailulla. Tehtävänä on ohjata ja siirtää tietokoneen kohdistinta aloituspaikasta yhteen kolmesta tietokoneen näytössä näkyvästä kohteesta. Osallistujien tulee tehdä jalkaliikkeitä eteenpäin, oikealle tai vasemmalle ohjatakseen kohdistimen johonkin kohteeseen. Itse tehtävä on samanlainen kuin päivittäinen tietokonetehtävä, joka suoritetaan käsihiirellä. Jokaisella käynnillä kestää yhteensä noin 45 minuuttia jalkojen ulottuvan tehtävän suorittamiseen. Kokeen aikana pidetään useita minuutin pituisia taukoja tarpeen mukaan. Osallistujia pyydetään sitten palaamaan toiselle vierailulle 1–14 päivän kuluessa toistamaan sama tehtävä. Harjoittelun aikana osallistujat oppivat hallitsemaan kohdistinta jaloillaan. Siten tutkijat voivat vertailla oppimiskykyä kahdella käynnillä osoittaakseen parhaiten oppimiskyvyn muutoksen ajan myötä.

Tutkijat haluavat myös tietää, voivatko osallistujat oppia tämän motorisen taidon nopeammin ihon aivostimulaatiolla. Osallistujat saavat heikkoa sähköistä aivostimulaatiota 20 minuutin ajan jalkataitojen oppimisen aikana. Aivojen stimulaatiolaite, jota tutkijat käyttivät, on samanlainen kuin televisiossa/lehdessä nähty kaupallinen tuote, jota kutsutaan "transkutaaniseksi sähköiseksi hermostimulaatioksi", jossa sähkövirta toimitetaan elektrodien avulla kivunlievitykseen ja lihasstimulaatioon. Tässä tutkimuksessa kaksi elektrodia, joista toinen on sijoitettu päänahan päälle ja toinen otsalle, tuottaa heikkoa sähkövirtaa 20 minuutin ajan. Koska tutkijat asettivat virran voimakkuuden erittäin alhaiselle tasolle, se ei aiheuta lihasnykimistä ja osallistujat voivat tuntea vain vähän pistelyä ensimmäisen 10 sekunnin aikana. Suurimman osan ajasta osallistujat todennäköisesti tottuvat stimulaatioon eivätkä enää tunne stimulaatiota koko loppujakson ajan.

Vaiheen II tutkimus – Tämä tutkimus on laajennettu versio vaiheen I tutkimuksesta. Osallistujia pyydetään suorittamaan 12 harjoituskäyntiä yhdistettynä aivostimulaatioon neljän viikon aikana. Kaikkien harjoitusten suorittamiseen kuluu yhteensä noin 18 tuntia (1,5 tuntia jokaista käyntiä/koulutusta kohti, yhteensä 12 käyntiä). Osallistujien tulee käyttää lyhythihaista t-paitaa, shortseja ja lenkkarit harjoituksissa. Ennen ja jälkeen neljän viikon harjoittelun tutkijat mittaavat, kuinka hyvin hermosto toimii ja kuinka hyvin osallistuja kävelee (katso yksityiskohdat seuraavasti). Viikon kuluttua neljän viikon koulutuksen päättymisestä osallistujia pyydetään palaamaan toistamaan samat testit. Tutkijat vertaavat muutoksia oppimiskyvyssä ja motorisessa toiminnassa ennen ja jälkeen neljän viikon harjoittelun ja viikon kuluttua harjoittelun päättymisestä osoittaakseen parhaiten pysyviä muutoksia oppimiskyvyssä ja motorisessa toiminnassa ajan myötä.

Jokaisen vierailun aikana tutkijat pyytävät osallistujia jatkamaan jalkojen liiketehtävän oppimista, kuten vaiheen I tutkimuksessa. Tutkijat myös pyytävät osallistujia opettelemaan samanlaisen jalkatehtävän, jota kutsutaan astumistehtäväksi seisomisen aikana. Tämä askeltehtävä on hyvin samanlainen kuin vaiheen I tutkimuksen jalkatehtävä, mutta on edistyneempi tehtävä, joka vaatii hyvää seisontasapainoa. Tehtävänä on ohjata jalkaan kiinnitettyä tietokoneistettua merkkiä ja siirtää tietokoneen kohdistin aloituspaikasta yhteen kolmesta tietokoneen näytöllä näkyvästä kohteesta. Osallistujien on tehtävä eteenpäin, oikealle tai vasemmalle askeleita ohjatakseen kohdistimen johonkin kohteeseen. Itse tehtävä on samanlainen kuin askelliikkeitä kävelyn aikana. Jokaisella käynnillä kestää yhteensä noin 1,5 tuntia kahden jalkatehtäväharjoittelusarjan suorittamiseen istuessa ja seisten. Sama aivostimulaatio, jota käytettiin vaiheen I tutkimuksessa (katso yllä), annetaan harjoituksen puolivälissä. Harjoittelun aikana pidetään tarpeen mukaan useita minuutin pituisia taukoja. Tämän jälkeen osallistujia pyydetään tulemaan laboratorioon kolme kertaa viikossa neljän viikon ajan 12 koulutusjakson suorittamiseksi.

Tulosmittaukset - Aivojen toiminnan mittaamiseksi tutkijat asettavat tallennuselektrodin pohkeen lihakseen toisessa jalassa. Viisi matalan intensiteetin aivostimulaatiota toimitetaan päänahkaan motoristen vasteiden laukaisemiseksi. Suurimman osan ajasta osallistujat tuntevat yksittäisen lihaksen nykimisen stimulaation vuoksi. Tiedonkeruun loppuun saattaminen vie yhteensä 10 minuuttia. Hermotoiminnan mittaamiseksi tutkijat asettavat tallennuselektrodin pohkeen lihakseen toisessa jalassa. Matalaintensiteettinen sähköstimulaatio toimitetaan polven takana olevaan hermoon motoristen vasteiden laukaisemiseksi. Sähköstimulaation aikana annetaan sarja pieniä jänteen tärinäärsykkeitä hermon herkkyyden määrittämiseksi. Suurimman osan ajasta osallistujat eivät tunne mitään tai vain kevyttä pistelyä stimuloidulla alueella. Tiedonkeruun loppuun saattaminen vie yhteensä 40 minuuttia. Kokeen aikana pidetään useita minuutin pituisia taukoja tarpeen mukaan. Kävelymittausta varten tutkijat asettavat tahmeita merkkejä molempiin jalkoihin ja pyytävät osallistujia kävelemään normaalisti 10 metrin kävelytien yli viiden kokeen ajan. Tiedonkeruun loppuun saattaminen vie yhteensä noin 30 minuuttia. Kokeen aikana pidetään useita minuutin pituisia taukoja tarpeen mukaan. Askelreaktioaikatestissä koehenkilöt seisovat voimalevyillä ja heitä neuvotaan astumaan eteenpäin lattialle merkittyyn kohteeseen heti, kun he havaitsevat jalan takaosaan kohdistuvan sähköstimulaation. Tiedonkeruun loppuun saattaminen vie yhteensä noin 40 minuuttia. Kokeen aikana pidetään useita minuutin pituisia taukoja tarpeen mukaan.