Kävelysopeutuminen ja biofeedback aivovammaan

Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että lapset, joilla on aivohalvaus (CP), käyttävät yksinkertaistettuja motorisia ohjausstrategioita verrattuna ei-vammaisiin (ND) ikätovereihin ja että nämä motorisen hallinnan erot liittyvät kävelytoimintoihin. Vaikka voimme kvantifioida motorisen hallinnan toimintojen, kuten kävelyn, aikana, prosesseja, joilla CP-lapsi mukautuu ja oppii uusia liikemalleja, ymmärretään huonosti.

Tässä tutkimuksessa käytetään kahta paradigmaa arvioitaessa CP-lasten sopeutumista ja motorista oppimista: kävelyä jaetun vyön juoksumatolla ja reagoimista multimodaaliseen biopalautteeseen. Kävelyä jaetulla juoksumatolla, jossa on kaksi eri nopeuteen asetettua hihnaa epäsymmetrian aikaansaamiseksi kävelyn aikana, on yleisesti käytetty arvioitaessa sopeutumista muissa kliinisissä populaatioissa. Multimodaaliseen palautteeseen vastaamista voidaan käyttää myös arvioitaessa yksilön kykyä mukauttaa kävelymalliaan. Tässä tutkimuksessa käytetään reaaliaikaista multimodaalista palautejärjestelmää, joka kohdistuu plantarflexor-toimintaan, joka on keskeinen lihasryhmä, joka on usein heikentynyt CP:ssä. Sensorimotorinen palaute annetaan kevyellä, vartaloon kiinnitettävällä robottilaitteella, joka tarjoaa mukautuvan nilkkavastuksen, ja askel-askeleelta audiovisuaalista palautetta annetaan jalkapohjan taipujien lihastoiminnan perusteella visuaalisen näytön ja ääniäänen avulla. Tämä tutkimus mittaa sopeutumisnopeuden (esim. muutos jalkapohjan aktiivisuudessa tai askelpituuden symmetriassa) vastauksena näihin häiriöihin ja tarkkailee toistuvan harjoituksen vaikutusta kävelytoimintoihin (esim. kävelynopeuden muutos). Erityistavoitteet ovat:

Tavoite 1: Määritä sopeutumisasteet lapsilla, joilla on CP. Määritämme sopeutumisnopeuden vastauksena kolmeen häiriökokeen: jaetun vyön juoksumatolla kävely, sensorimotorinen palaute ja audiovisuaalinen palaute. Ensisijaiset hypoteesit ovat, että CP:tä sairastavilla lapsilla on pienempi sopeutumisnopeus verrattuna ND-ikäisiin ja että sopeutumisnopeudet liittyvät toimintaan (Gross Motor Function Measure, GMFM-66).

Tavoite 2: Määritä, muuttuvatko sopeutumisnopeudet vasteena toistuvaan palautekoulutukseen. Lapset, joilla on CP, satunnaistetaan kolmeen ryhmään: sensorimotorinen palaute, audiovisuaalinen palaute sekä sensorimotorinen ja audiovisuaalinen palaute. Jokaiselle ryhmälle suoritetaan kuuden viikon koulutus (20 min, 2x/viikko). Ensisijainen hypoteesi on, että sopeutumisasteet kasvavat toistuvasti palauteharjoittelulle altistuessa.

Tavoite 3: Selvitä, paraneeko kävelytoiminto toistuvan harjoituksen jälkeen. Seurannan yhteydessä suoritetaan kävelyanalyysi sen arvioimiseksi, onko palauteharjoitus indusoinut motorista oppimista ja parantanut kävelytoimintoa. Ensisijaiset hypoteesit ovat, että harjoittelu parantaa lihasten, nivelten ja koko kehon suorituskykyä, ja suurimmat parannukset yhdistetyn sensorimotorisen ja audiovisuaalisen palautteen ansiosta.