Pilot-tutkimus aivostimulaation vaikutuksista suuntautumis- ja liikkumistaitoihin näkövammaisilla aikuisilla.

Tämä sisäinen koehenkilöiden ristikkäinen pilottitutkimus sisältää heikon keskitetyn sähkövirran kohdistamista päähän, kohdentuen visuaalisen prosessoinnin alueisiin, tarkemmin sanottuna päälaenlohkon sisällä sijaitsevaan primaariseen näköaivokuoreen (V1). Tämän tutkimuksen tarkoituksena on tutkia korkeataajuisen transkraniaalisen satunnaiskohinan stimulaation (hf-tRNS) tehoa, joka on turvallinen ja vakiintunut aivostimulaation muoto, sekä sen vaikutusta orientaatio- ja liikkumistaitojen (O&M) suoritukseen henkilöillä, joilla on kapea näkökenttä molemmissa silmissä joko retinitis pigmentosa (RP), sauva-karti dystrofian tai edenneen glaukooman vuoksi.

Osallistujat rekrytoidaan yliopistojen klinikoilta sekä paikallisista kliinisistä käytännöistä. Ensimmäisen vierailun aikana täydellisen tietoisen suostumuksen saamisen jälkeen osallistujat suorittavat kliinisiä testejä vahvistaakseen, että he täyttävät tutkimuksen kelpoisuuskriteerit. Nämä testit sisältävät korjatun binokulaarisen etäisyyden ja lähi-näöntarkkuuden mittauksen, binokulaarisen kontrastiherkkyyden, binokulaarisuuden sekä heidän perifeeristen näkökenttiensä mittauksen. Tutkijat varmistavat myös, että osallistujalle on turvallista käydä läpi aivostimulaatio käyttämällä luetteloa aivostimulaatiointerventioiden kontraindikaatioista ja varmistavat, että osallistujat ovat vapaita fyysisistä tai motorisista vammoista sekä vestibulaarisista häiriöistä tai toimintahäiriöistä, jotka voivat vaikuttaa heidän kävely- ja tasapainokykyihinsä.

Kahden seuraavan vierailun aikana stimulaation (joka kestää 20 minuuttia) vaikutuksia tutkitaan 2 ja 30 minuuttia stimulaation jälkeen. Parannuksen arvioimiseksi erilaisia O&M-suorituksen mittareita kohdennetaan, kun osallistujat suorittavat O&M-radan, joka on jaettu neljään osaan ja koostuu joukosta staattisia luonnollisia ja keinotekoisia (ihmisen tekemiä) esteitä. Heille annetaan ohje kävellä eri osuuksia pitkin mukavalla tahdilla, neuvotellen esteiden ohi turvallisesti koskematta mihinkään niistä. Heille kerrotaan myös, missä osuuksissa he voivat odottaa kohtaavansa esteitä. Staattiset luonnolliset esteet viittaavat kiinteisiin/vakaisiin/pysyviin esteisiin, jotka joko löytyvät helposti ympäristöstä (esim. ruukkukasvit) tai muodostavat osan rakennuksen arkkitehtuuria (esim. pylväs tai suljettu oviaukko). Keinotekoiset esteet on valmistettu kevyistä materiaaleista kuten polystyreenistä, kumivaahdosta, pehmeästä pahvista tai paperista. Staattiset luonnolliset/todelliset esteet ovat jalkatasolla, jalkojen ja polvien välisellä korkeudella sekä olkapään ja pään korkeudella, kun taas keinotekoiset esteet sijoitetaan joko polven yläpuolelle, vyötärölle, olkapäälle tai pään korkeudelle. Henkilöiltä, joilla on kapea näkökenttä molemmissa silmissä ja jotka käyttävät pitkää valkoista keppiä liikkumiseen ja ovat saaneet O&M-koulutusta (mukaan lukien kepin käyttötaidot) orientaatio- ja liikkumisammattilaiselta, pyydetään suorittamaan rata kepillään. Kuitenkin ne, joilla on kapea näkökenttä molemmissa silmissä eivätkä käytä keppiä, voivat myös suorittaa saman radan.

Suorituksen mittarit sisältävät ensisijaisen tuloksen mittarin prosentuaalinen suosikki kävelynopeus (PPWS), joka on näkövammaisen henkilön kävelynopeus esteillä varustetussa ympäristössä ilmaistuna prosentteina heidän suosikki kävelynopeudestaan esteettömällä polulla. Toissijaiset tuloksen mittarit sisältävät: kunkin radan neljästä osasta suorittamiseen käytetyn ajan, O&M-virheiden määrän, visuaalisen havaitsemisetäisyyden (VDD) (etäisyys, jolla henkilö havaitsee esteen matkallaan, vaikkei pystyisi tunnistamaan sitä) ja visuaalisen tunnistamisetäisyyden (VID) (etäisyys, jolla henkilö pystyy oikein tunnistamaan esteen matkallaan).

Radan osa #1 ei sisällä esteitä. Radan osan suorittamiseen käytetty aika, O&M-virheiden määrä ja suosikki kävelynopeus esteettömällä polulla (saatu suoritusajasta ja suoran, tasaisen polun pituudesta) mitataan.

Radan osa #2 sisältää esteitä ja on sisätila, joka johtaa rakennuksen sisällä avoimempaan tilaan. Radan osan suorittamiseen käytetty aika, O&M-virheiden määrä ja suosikki kävelynopeus esteellisellä polulla (saatu suoritusajasta ja polun pituudesta) mitataan. Prosentuaalinen suosikki kävelynopeus (PPWS) lasketaan. PPWS on henkilön suosikki kävelynopeus radan osassa #2 ilmaistuna prosentteina heidän suosikki kävelynopeudestaan radan osassa #1.

Radan osia #3 ja #4 käytetään VDD:n ja VID:n mittaamiseen. Jokainen rata on suora sisäkäytävä, joka koostuu vain yhdestä esteestä, ja este on erilainen kummassakin kahdessa osassa. Lisäksi radan osaa #3 käytetään harjoitteluratana VDD:n ja VID:n mittaamiseen. Radan osan suorittamiseen käytetty aika, O&M-virheiden määrä, visuaalinen havaitsemisetäisyys (VDD) ja visuaalinen tunnistamisetäisyys (VID) mitataan radan osissa #3 ja #4.

On tärkeää huomata, että radan osille, joissa on esteitä (radan osat #2–4), esteiden sijaintia kussakin kokeessa (ennen, jälkeen 1 ja jälkeen 2) ei vaihdella, vaan esteiden sijainti kullakin hoitopäivällä arvotaan. Lisäksi osallistujan kanssa on aina kaksi tutkijaa koko ajan. Toinen on osallistujan kanssa antamassa ohjeita ja tallentamassa tietoja; kun taas toinen on osallistujan edellä varmistaakseen, että polku on selvä, tallentaakseen ajat ja vahvistaakseen, että esteet ovat edelleen paikoillaan (kun sovellettavissa), sekä videotallentaakseen istunnon, kun suostumus on saatu osallistujalta ensimmäisellä vierailulla. Videotallaamalla osallistujaa, kun hän suorittaa radan tehtävän, tutkijat voivat saada tarkempia ajan ja O&M-virheiden määrän mittauksia.

Tulee olemaan kaksi stimulaatioistuntoa (yksi aktiivisella stimulaatiolla ja yksi plasebolla (järjestys arvotaan niin, että kumpikaan osallistuja tai tutkija ei tiedä, mitä koehenkilö saa)). Kahdessa stimulaatioistunnossa ensisijaiset ja toissijaiset tuloksen mittarit arvioidaan, kun he suorittavat O&M-radan ennen stimulaatiota (O&M-esitesti), sekä 2 minuuttia stimulaation jälkeen (O&M-jälkitesti 1/välittömästi stimulaation jälkeen) ja 30 minuuttia stimulaation jälkeen (O&M-jälkitesti 2/30 minuuttia stimulaation jälkeen).

Oletamme, että hf-tRNS:n soveltaminen V1:een parantaa henkilöiden, joilla on kapea näkökenttä, orientaatio- ja liikkumistaitoja välittömästi stimulaation jälkeen aivokudoksen stimuloitujen solujen aivokuoren herkkyyden lisääntymisen seurauksena, mikä johtaa perifeerisen näön ja kontrastiherkkyyden parantumiseen, mikä puolestaan mahdollistaa osallistujien turvallisesti havaita esineet ja esteet matkallaan. Tavoitteenamme on parantaa henkilöiden, joilla on kapea näkökenttä, perustavanlaatuisia visuaalisia prosesseja käyttämällä hf-tRNS:ää. Tieteellisestä näkökulmasta toivomme löytävämme, voiko aivostimulaatio toimia lisäelvytyksenä orientaatio- ja liikkumistaitojen parantamiseksi henkilöillä, joilla on kapea näkökenttä. Odotamme, että osallistujat kokevat väliaikaisia O&M-parannuksia, kuitenkaan tällaisessa yksittäisessä istunnossa sisäisessä koehenkilöiden tutkimusasetelmassa ei tule olemaan pysyviä parannuksia O&M-taitoihin. Jos tämän tutkimuksen tulokset osoittavat positiivisen vaikutuksen, tietoja käytetään suuremman tutkimuksen tehon laskemiseen. Kaikki menettelyt tapahtuvat Human Visual Neuroscience Laboratoryssa, University of Waterloossa, Ontariossa, Kanadassa.