FNIRS:n tutkimus aivojen aktivaatiosta tärinän aiheuttaman liikkeen illuusion aikana terveillä ja aivohalvauspotilailla. (VIBRANIRS)

Havaitut raajojen ja liikkeiden tuntemukset (kinestesia) antavat meille mahdollisuuden asettua paikan päälle ilman visuaalista palautetta emmekä omista kaikkea huomioamme jokapäiväisiin tehtäviin, kuten kävelyyn tai esineen ottamiseen ja pitämiseen. Nämä havaitut tietoiset tuntemukset tulevat ihossa, nivelissä ja lihaksissa sijaitsevista reseptoreista, joita kutsutaan proprioseptoreiksi. Kun raaja liikkuu ja lihasta venytetään, pääasiallinen raajan venytyksen tunne tulee lihaskaraksi kutsutun proprioseptorin stimulaatiosta, tarkemmin sanottuna sen ensisijaisesta päätteestä, jota kutsutaan 1a-kuiduksi. Keinotekoisesti 1a-kuituja voidaan (optimaalisesti) stimuloida lihaksen värähtelyllä noin 80 Hz. Kun tricepsin 1a-kuituja stimuloidaan, syntyy signaali venymisestä ja taivutuksen illuusio voidaan tuntea niin kauan kuin niihin ei liity muuta päinvastaista palautetta, kuten antagonistilihaksen värähtelyä tai liikkumattoman raajan visuaalista palautetta, koska se tarjoaa enemmän luotettavaa tietoa aivoille. Tähän mennessä hermokorrelaatioita lihaskaran värähtelyyn ja liikkeen illuusioon ei ole täysin karakterisoitu terveillä osallistujilla, eikä niitä tunneta aivohalvaukseen osallistuneilla.

Tutkiakseen värähtelyn aiheuttaman liikkeen illuusion vaikutusta aivoaktivaatioihin terveillä ja aivohalvauspotilailla tutkijat ehdottavat innovatiivisen hermokuvaustyökalun, toiminnallisen lähi-infrapunaspektroskopian (fNIRS) käyttöä.

fNIRS mahdollistaa aivokuoren aktivaatioiden tutkimisen mittaamalla aivojen hemodynaamisia vaihteluita. Itse asiassa, aivan kuten fMRI, se perustuu hemodynaamiseen vastefunktioon (HRF), jonka aiheuttaa neurovaskulaarinen kytkentä. Sen siirrettävyys ja ei-invasiivisuus tekevät siitä erinomaisen työkalun aivojen aktivaatioiden tutkimiseen ekologisemmassa ympäristössä (esim. seisoma- tai istuma-asennossa).

Tämän tutkimuksen tavoitteena on tutkia ja vertailla terveiden ja aivohalvaukseen osallistuneiden subjektiivista liiketuntemusta ja aivokuoren aivoalueita, jotka liittyvät lihaskaran värähtelyyn ja liikeilluusioon.

Protokolla koostuu 4 tai 2 eri tilasta (toistuu 2 kertaa) tärinän aiheuttamasta liikeharhasta terveillä ja aivohalvauksen saaneilla osallistujilla, mikä johtaa 8 tai 4 värinälohkoon, joissa on 3 värähtelyä lohkoa kohden:

Terveet osallistujat, 2 kertaa kumpikin (24 tärinää):

• Oikea käsi, silmät auki (ei illuusiotila; RO)
• Oikea käsi, silmät kiinni (illuusiotila; RC)
• Vasen käsi, silmät auki (ei illuusiotila; LO)
• Vasen käsi, silmät kiinni (illuusiotila; LC)

Aivohalvauksen osallistujat, kukin 2 kertaa (12 tärinää):

• Puutteellinen puoli, silmät auki (ei illuusiota; DO)
• Puutteellinen puoli, silmät kiinni (illuusiotila; DC)

Olosuhteet järjestys on näennäissatunnainen, osallistujat voivat aloittaa vasemmasta tai oikeasta kädestä silmät auki tai kiinni. Kun aloitetaan joko vasemmalla tai oikealla kädellä, kaikki ehdot täyttyvät ennen siirtymistä toiseen käteen (terveille osallistujille). Oikealla tai vasemmalla värähtelyllä aloittavien osallistujien lukumäärän tulee olla yhteensä sama.

FNIRS-laitteet, joita käytetään, ovat Brite MKII ja Brite MKIII (Artinis Medical system, Alankomaat).

Tärinätyökaluna käytetään VibraMoovin vibraattoria. Subjektiivinen liikkeen tunne analysoidaan standardoidulla Kinesthetic Illusion Procedure (SKIP) -asteikolla. Osallistujien tulee raportoida liikkeen aistimus jokaisen ehdon jälkeen (3 tärinää) 0-3, 0 tarkoittaa liikkeen tuntemattomuutta ja 3 selkeää ja tarkkaa liikkeen tunnetta. Osallistujien tulee myös kuvata liikkeen suunta. Arvosanaksi annetaan 1, jos kuvattu liike vastaa odotettua liikettä ja jokaisesta muusta liikkeestä 0.