FNIRS:n tutkimus aivojen aktivaatiosta kävelyn aikana erilaisilla rytmisillä kuulostimulaatioilla terveillä henkilöillä (MoveNIRS)

Neurologisten häiriöiden aiheuttamat kävely- ja tasapainohäiriöt vaikuttavat moniin ihmisiin ympäri maailmaa ja vaikuttavat itsenäiseen elämään ja elämänlaatuun. Kävelykuntoutus on siksi erittäin tärkeää henkilöille, joilla on neurologisia sairauksia. Viime vuosina kuntoutusstrategioita on toteutettu uusien teknisten laitteiden huomioimiseksi ja kuntoutuksen tehokkuuden lisäämiseksi on kehitetty paradigmoja. Aivot ja kliininen tutkimus ovat tarjonneet uutta ymmärrystä musiikin kyvystä aktivoida ja muokata motorisia toimintoja tukemaan aivojen palautumisprosesseja. Ihmisillä on kyky havaita ja synkronoida liikkeitä beatin-musiikin kanssa. Motorisen kuntoutuksen yhteydessä musiikillinen rytmi houkuttelee liikkumista neurologisista vajaatoimintaa sairastaville potilaille, mikä avaa uusia rajoja rytmin ja musiikin käytölle motorisen järjestelmän käynnistämiseen ja edistää puutosseurausten paranemista. Rytminen kuulostimulaatio (RAS) on kävelykuntoutusmenetelmä, jossa potilaat synkronoivat jalkojen askeleet metronomin tai musiikin tahtiin. Tyypillisesti rytmiset vihjeet sovitetaan yksilön halutun poljinnopeuden mukaan, ja kun liike on johdettu ulkoisiin vihjeisiin, rytmiä lisätään asteittain 5-10 % perusviivasta. Kuitenkin vähän tiedetään kävelyn hermokorrelaateista RAS:n aikana.

fNIRS (functional Near Infra Red Spectroscopy) on toiminnallinen menetelmä, jonka avulla voidaan tutkia aivokuoren muutoksia eri tehtävien (kuten fMRI) aikana. Tämä tekniikka mahdollistaa siksi aivojen aktivaation tutkimisen ekologisemmissa olosuhteissa kuin fMRI ja sopii siksi erityisen hyvin kuntoutustekniikoiden tutkimiseen.

Tämän tutkimuksen tavoitteena on tutkia ja vertailla terveillä koehenkilöillä aivoalueita, jotka liittyvät neljään kävelytilanteeseen ilman rytmistä kuulostimulaatiota ja niiden kanssa.

Protokollalla on 4 ehtoa:

• Kävely halutulla poljinnopeudella ilman kuulostimulaatiota (Gait1)
• Liikunta matalatempoisella rytmisellä musiikin stimulaatiolla (RAS-Slow). Musiikin lyöntitaajuus oli 68,5 minuutissa kaikille osallistujille.
• Liikunta nopeatempoisella synkronisella rytmisellä kuulostimulaatiolla musiikin avulla (RAS-Fast). Musiikin lyöntitaajuus asetettiin 10 % kunkin potilaan toivoman kävelytahdin yläpuolelle. Ensisijainen poljinnopeus pidettiin kuuden kokeen keskiarvona kävelyn 1 aikana.
• Kävely ilman kuulostimulaatiota (Gait2) Tutkijat valitsivat kiinteän järjestyksen pikemminkin satunnaistetun, koska kuulostimulaation käyttö saattaa häiritä myöhempiä tehtäviä. Miellyttävää kävelyä ehdotettiin ensimmäisenä ja viimeisenä ehtona tämän jälkivaikutuksen tarkistamiseksi.

fNIRS käyttää Brite MKII -laitetta. Liikkumisparametrit tallensi FeetMe(R) Monitor (pohjallinen versio FTM-DK, Atmelin laiteohjelmistoversio 2.3.10, Pohjoismainen laiteohjelmistoversio 6.3.15).

Neljä askelparametria, mukaan lukien nopeus, poljinnopeus, askelpituus ja kaksoistukiaika, analysoitiin. Kävelynopeus määritellään kävelyetäisyydeksi sekunnissa (cm/s), poljinnopeudeksi askelten lukumääränä minuutin kävelyn sisällä (askelia/min). Askelpituus ilmaisee etäisyyden (cm) yhden jalan ensimmäisestä kosketuksesta seuraavaan saman jalan kosketukseen. Kaksinkertainen tukiaika tapahtuu, kun molemmat jalat ovat kosketuksissa maahan samanaikaisesti, se normalisoidaan askelajaksi ja ilmaistaan ​​prosenttiosuutena kävelysykli (%). Näitä neljää parametria käytetään yleisimmin tutkittaessa SAR:n vaikutusta kävelyyn.