Effetto della stimolazione cerebrale sulle prestazioni del passo nei sopravvissuti all'ictus e negli adulti sani (Gait)

Questo studio si svolgerà presso il campus della Texas Woman's University (TWU)-Houston e comprenderà due fasi: la fase I prevede uno studio a intervento singolo e la fase II prevede uno studio di intervento di quattro settimane. Dopo l'iscrizione allo studio, i partecipanti possono scegliere di partecipare solo allo studio di Fase I o scegliere di partecipare sia agli studi di Fase I che di Fase II.

Studio di fase I: ai partecipanti verrà chiesto di completare due visite, a distanza di 1-14 giorni. Ci vorranno un totale di circa 6,5 ​​ore del loro tempo per completare tutti i test (3,5 ore per la prima visita e 3 ore per la seconda visita, due visite). I partecipanti dovranno indossare una maglietta a maniche corte, pantaloncini e un paio di scarpe da ginnastica per il test. Durante la prima visita, gli investigatori misureranno quanto bene funziona il sistema nervoso e quanto bene l'individuo cammina (vedi dettagli come segue). Se i partecipanti hanno già avuto un ictus, durante la prima visita gli investigatori eseguiranno alcuni test per assicurarsi che i partecipanti abbiano una buona sensibilità, equilibrio e risposte motorie nelle gambe. Se tutti i test sono buoni, i partecipanti compileranno un modulo chiedendo informazioni sulla loro storia medica. Se i partecipanti non hanno avuto un ictus, gli investigatori porranno alcune domande per assicurarsi che i partecipanti non abbiano problemi medici.

Successivamente, gli investigatori chiederanno ai partecipanti di apprendere un'attività di movimento delle gambe ad ogni visita. L'attività consiste nel controllare e spostare il cursore di un computer da una posizione iniziale a una delle tre destinazioni visualizzate sul monitor del computer. I partecipanti dovranno fare movimenti del piede in avanti, verso destra o verso sinistra per guidare il cursore verso uno dei bersagli. L'attività stessa è simile all'attività quotidiana del computer eseguita da un mouse manuale. In ogni visita, ci vorranno circa un totale di 45 minuti per completare una serie di attività per raggiungere le gambe. Durante il test verranno fornite diverse pause di riposo di un minuto, se necessario. Ai partecipanti verrà quindi chiesto di tornare per la seconda visita entro 1-14 giorni dopo per ripetere la stessa attività. Durante la pratica, i partecipanti impareranno a controllare il cursore usando i piedi. Quindi i ricercatori possono confrontare la capacità di apprendimento su due visite per indicare al meglio il cambiamento della capacità di apprendimento nel tempo.

Gli investigatori vogliono anche sapere se i partecipanti possono apprendere questa abilità motoria più velocemente con la stimolazione cerebrale cutanea. I partecipanti riceveranno una debole stimolazione cerebrale elettrica per 20 minuti durante l'apprendimento delle abilità delle gambe. Il dispositivo di stimolazione cerebrale utilizzato dagli investigatori è simile al prodotto commerciale visto in TV/rivista, chiamato "stimolazione nervosa elettrica transcutanea" in cui la corrente elettrica viene erogata da elettrodi per alleviare il dolore e la stimolazione muscolare. In questo studio, due elettrodi, uno posto sulla parte superiore del cuoio capelluto e uno posto sulla fronte, forniranno una debole corrente elettrica per 20 minuti. Poiché gli investigatori impostano l'intensità della corrente a un livello molto basso, non causerà alcuna contrazione muscolare e i partecipanti potrebbero avvertire solo una leggera sensazione di formicolio nei primi 10 secondi. Il più delle volte, i partecipanti probabilmente si abituano alla stimolazione e non sentono più la stimolazione per il resto della sessione.

Studio di Fase II - Questo studio è una versione ampliata dello studio di Fase I. Ai partecipanti verrà chiesto di completare 12 visite di allenamento fisico abbinate alla stimolazione cerebrale per un periodo di quattro settimane. Saranno necessarie circa 18 ore complessive del tempo per completare tutte le sessioni di formazione (1,5 ore per ogni visita/formazione per un totale di 12 visite). I partecipanti dovranno indossare una maglietta a maniche corte, pantaloncini e un paio di scarpe da ginnastica per l'allenamento. Prima e dopo l'allenamento di quattro settimane, gli investigatori misureranno quanto bene funziona il sistema nervoso e quanto bene cammina il partecipante (vedi dettagli come segue). Una settimana dopo il completamento della formazione di quattro settimane, ai partecipanti verrà chiesto di tornare per ripetere gli stessi test. Gli investigatori confronteranno i cambiamenti nella capacità di apprendimento e nella funzione motoria prima e dopo l'allenamento di quattro settimane e una settimana dopo il completamento dell'allenamento per indicare al meglio i cambiamenti permanenti nella capacità di apprendimento e nella funzione motoria nel tempo.

Durante ogni visita, gli investigatori chiederanno ai partecipanti di continuare ad apprendere un'attività di movimento delle gambe uguale allo studio di Fase I. Gli investigatori chiederanno anche ai partecipanti di imparare un'attività simile per le gambe, chiamare l'attività di fare un passo durante la posizione eretta. Questo compito di stepping è molto simile al compito di gamba nello studio di Fase I, ma è un compito più avanzato che richiede un buon equilibrio in piedi. Il compito è controllare un marker computerizzato attaccato al piede e spostare un cursore del computer da una posizione di partenza a uno dei tre target visualizzati sul monitor del computer. I partecipanti dovranno fare movimenti di passo in avanti, verso destra o verso sinistra per guidare il cursore verso uno dei bersagli. Il compito stesso è simile al movimento del passo durante la deambulazione. In ogni visita, ci vorrà circa un'ora e mezza per completare due serie di esercizi per le gambe stando seduti e in piedi. La stessa stimolazione cerebrale utilizzata nello studio di Fase I (vedi sopra) verrà erogata durante la metà dell'allenamento fisico. Durante l'allenamento verranno fornite diverse pause di riposo di un minuto, se necessario. Ai partecipanti verrà quindi chiesto di venire in laboratorio tre volte alla settimana per quattro settimane per completare 12 sessioni di formazione.

Misure di risultato - Per la misurazione dell'attività cerebrale, gli investigatori inseriranno un elettrodo di registrazione sul muscolo del polpaccio in una gamba. Cinque stimoli cerebrali a bassa intensità verranno erogati al cuoio capelluto per innescare le risposte motorie. La maggior parte delle volte, i partecipanti sentiranno una singola contrazione muscolare a causa della stimolazione. Ci vorrebbero un totale di 10 minuti per completare la raccolta dei dati. Per la misurazione dell'attività nervosa, gli investigatori inseriranno un elettrodo di registrazione sul muscolo del polpaccio in una gamba. La stimolazione elettrica a bassa intensità verrà erogata a un nervo dietro il ginocchio per innescare risposte motorie. Durante la stimolazione elettrica verrà erogata una serie di piccoli stimoli di vibrazione del tendine per determinare la sensibilità del nervo. La maggior parte delle volte, i partecipanti non sentiranno nulla o solo una leggera sensazione di formicolio nell'area stimolata. Ci vorrebbero un totale di 40 minuti per completare la raccolta dei dati. Durante il test verranno fornite diverse pause di riposo di un minuto, se necessario. Per misurare la deambulazione, gli investigatori metteranno pennarelli adesivi su entrambe le gambe e chiederanno ai partecipanti di camminare normalmente su una passerella di 10 metri per cinque prove. Ci vorrebbero circa un totale di 30 minuti per completare la raccolta dei dati. Durante il test verranno fornite diverse pause di riposo di un minuto, se necessario. Per il test del tempo di reazione al passo, i soggetti staranno in piedi sulle piastre di forza e verranno istruiti a fare un passo avanti su un bersaglio segnato sul pavimento non appena percepiscono la stimolazione elettrica erogata alla parte posteriore della gamba. Ci vorrebbero circa un totale di 40 minuti per completare la raccolta dei dati. Durante il test verranno fornite diverse pause di riposo di un minuto, se necessario.