증강 신경근 훈련의 기초가 되는 신경가소성 메커니즘
연구 개요
상세 설명
전방십자인대(ACL) 부상은 매년 350,000명 이상의 어린이 또는 청소년에게 영향을 미치는 흔하고 쇠약하게 만드는 무릎 부상으로 활동적이고 건강한 삶의 기회를 크게 줄입니다. 연간 직접 비용은 130억 달러를 초과하며 장기 간접 비용은 이 수치를 훨씬 초과합니다. ACL 부상은 부상 후 몇 년 내에 장애를 일으키는 골관절염의 가속화된 발전과도 관련이 있기 때문입니다. 골관절염에 대한 국가 공중 보건 의제(National Public Health Agenda for Osteoarthritis)는 이러한 부담을 줄이기 위해 증거 기반 ACL 부상 예방을 확대하고 개선할 것을 권장합니다. 조사관은 젊은 여성 운동 선수의 ACL 부상을 예측하는 수정 가능한 위험 요소를 확인했습니다. 이 신경근 훈련은 이러한 요인을 목표로 하고 고위험 운동선수에게 통계적 효능을 보여주지만, 현재 접근 방식이 아직 젊은 여성 운동선수의 전국 ACL 부상률을 감소시키지 못하고 있기 때문에 저위험 역학을 경기장으로 의미 있게 이전하는 것은 제한적입니다. 핵심 격차는 중재에서 운동장으로 위험 감소 운동 제어 전략을 이전할 수 있는 메커니즘을 목표로 하는 방법입니다. 궁극적으로 그러한 전달을 가능하게 하는 메커니즘은 신경이지만, 지금까지 신경근 제어에 초점을 맞춘 부상 예방 훈련은 신경 결과를 활용하지 못했습니다. 연구자들은 부상 및 신경근 훈련과 관련된 신경가소성에 대한 새로운 예비 데이터를 발표하고 이러한 신경 결과를 포착하는 능력과 운동 전달 속도를 개선하기 위해 이러한 신경 메커니즘을 목표로 하는 미래의 능력을 입증합니다. 데이터는 운동 피질 효율성을 향상시키기 위해 감각, 시각 및 운동 계획 활동을 증가시키는 것이 실제 시나리오로의 적응 전달의 신경 메커니즘이라는 이 제안의 중심 가설을 뒷받침합니다. 클리닉에서 세계로의 위험 감소 운동 전달을 증가시키기 위해 신경 메커니즘을 표적으로 삼는 능력은 ACL 부상 예방에 혁명을 일으킬 수 있습니다. 이러한 혁신적인 전략의 변화적이고 긍정적인 영향은 훈련을 최적화하고 스포츠 전이의 가능성을 높이기 위해 바이오피드백의 전달을 향상시킬 것입니다. 이 기여는 젊은 여성의 ACL 부상 예방 및 관련 장기 후유증에 중요할 것입니다. 신경근 적응 및 전이의 신경 메커니즘을 표적으로 하여 ACL 부상 예방을 강화할 수 있는 이 독특한 기회는 비용이 많이 들고 장기적인 골관절염 장애를 유발하는 부상 발생률을 줄일 것입니다.
상위 연구 "가상 현실에서 평가된 부상 예방을 위한 실시간 감각 운동 피드백"의 참가자는 이 연구에 참여할 수 있습니다. 상위 연구에서 참가자는 증강 신경근 훈련(aNMT) 또는 가짜 바이오피드백 훈련을 받도록 무작위 배정됩니다. 등록된 참가자는 연구 교육 프로그램 전후에 MRI 검사를 완료합니다. 전체 MRI 프로토콜에는 고해상도 T1 강조 3D 이미지, 61 방향 확산 텐서 이미징 시퀀스, 휴식 상태 기능적 자기 공명 영상(fMRI) 및 작업 기반 fMRI가 포함됩니다. fMRI 작업은 운동 기능에 초점을 맞추고 참가자는 무릎 굴곡 및 확장, 고관절 및 무릎 굴곡 및 확장을 포함한 하지 움직임을 완료하도록 요청받습니다.
연구 유형
등록 (실제)
단계
- 해당 없음
연락처 및 위치
연구 장소
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Georgia
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Flowery Branch, Georgia, 미국, 30542
- Emory Healthcare Sports Performance And Research Center (SPARC)
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Ohio
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Cincinnati, Ohio, 미국, 45229
- Cincinnati Childrens Hospital Medical Center (CCHMC)
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참여기준
자격 기준
공부할 수 있는 나이
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
설명
포함 기준:
- 모 연구 "가상 현실에서 평가된 부상 예방을 위한 실시간 감각운동 피드백"에 등록
제외 기준:
- MRI 스캔에 대한 금기 사항
공부 계획
연구는 어떻게 설계됩니까?
디자인 세부사항
- 주 목적: 방지
- 할당: 무작위
- 중재 모델: 병렬 할당
- 마스킹: 삼루타
무기와 개입
참가자 그룹 / 팔 |
개입 / 치료 |
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실험적: NMT 바이오피드백
바이오피드백 훈련이 포함된 신경근 훈련 중재를 받도록 참가자를 무작위로 배정했습니다.
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aNMT 바이오피드백은 운동선수 자신의 움직임으로부터 운동학적, 운동학적 데이터를 실시간으로 계산하여 생성됩니다.
이러한 값은 운동 수행 중에 증강 현실(AR) 안경을 통해 운동선수가 보는 자극 형태의 실시간 변형을 결정합니다.
운동선수의 임무는 개입의 목표가 되는 생체역학적 매개변수의 원하는 값에 해당하는 특정 자극 모양을 생성("애니메이션")하기 위해 움직이는 것입니다.
aNMT 바이오피드백은 신경근 훈련 세션 중에 발생합니다.
신경근 훈련은 6주에 걸쳐 진행되는 18세션의 시즌 전 훈련 프로그램입니다.
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가짜 비교기: 가짜 바이오피드백
가짜 피드백 훈련과 함께 신경근 훈련 중재를 받도록 참가자를 무작위로 배정했습니다.
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가짜 바이오피드백은 운동선수에게 NMT 바이오피드백과 유사한 현상학적 경험을 제공합니다. 두 그룹 모두 움직임에 따라 변화하는 모양을 경험하지만 가짜 바이오피드백은 중요한 움직임 단계에서 움직임 매개변수를 수정하는 데 유용한 정보를 제공하지 않습니다.
가짜 바이오피드백은 신경근 훈련 세션 중에 발생합니다.
신경근 훈련은 6주에 걸쳐 진행되는 18세션의 시즌 전 훈련 프로그램입니다.
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연구는 무엇을 측정합니까?
주요 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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부상 저항성 운동 패턴 획득을 위한 신경 메커니즘
기간: 기준선(훈련 전 테스트), 7주차(훈련 후 테스트)
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감각 운동 뇌 활동은 작업 기반 fMRI(% 혈액 산소 수준 의존성(굵게)) 각 시점에서 휴식과 이동 블록 사이의 기준선에서 무릎 감각 운동 네트워크 영역의 신호 변화를 측정했습니다. 상태 중 뇌 활동을 결정하는 표준 측정은 다음과 같습니다. 혼란을 제거하기 위해 휴식과 대조하여 조건과 개인에 따라 데이터를 해석할 수 있게 만들고 표준 실험실 착지 평가 중 개입 전후 평가 중에 착지 작업 중에 캡처된 무릎 관절 생체 역학(무릎 시상면 및 전두엽 각도 및 모멘트)과 관련이 있었습니다.
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기준선(훈련 전 테스트), 7주차(훈련 후 테스트)
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착지 작업 중 무릎 관절 생체 역학
기간: 기준선(훈련 전 테스트), 7주차(훈련 후 테스트)
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표준 실험실 착지 작업 평가 중에 캡처된 무릎 관절 생체 역학(무릎 각도)이 개입 전후에 보고되었습니다.
무릎 각도는 낙하 수직 점프 착지 시 최대 무릎 굴곡 각도이다.
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기준선(훈련 전 테스트), 7주차(훈련 후 테스트)
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2차 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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부상 방지 운동 패턴을 VR 시뮬레이션 스포츠로 전송하기 위한 신경 메커니즘
기간: 기준선(훈련 전 테스트), 7주차(훈련 후 테스트)
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작업 기반 fMRI 중 감각 운동 뇌 활동(% 혈액 산소 수준 의존성(굵게)) 각 시점에서 휴식 및 이동 블록 사이의 기준선에서 무릎 감각 운동 네트워크 영역의 신호 변화 - 상태 중 뇌 활동을 결정하는 표준 측정은 대조하는 것입니다. 혼란을 제거하기 위해 휴식을 취하는 것)을 평가하고 VR 시뮬레이션 스포츠 중에 측정된 생체 역학적 움직임 패턴(무릎 각도)과 비교했습니다.
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기준선(훈련 전 테스트), 7주차(훈련 후 테스트)
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VR 시뮬레이션 스포츠 중 무릎 관절 생체 역학
기간: 기준선(훈련 전 테스트), 7주차(훈련 후 테스트)
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VR 시뮬레이션 스포츠 중 개입 전후에 생체역학적 움직임 패턴(무릎 각도)을 측정했습니다.
무릎 각도의 정도는 특정 스포츠 착지 작업 중 최대 무릎 굴곡 각도입니다.
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기준선(훈련 전 테스트), 7주차(훈련 후 테스트)
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공동 작업자 및 조사자
스폰서
수사관
- 수석 연구원: Gregory D Myer, PhD, Emory University
연구 기록 날짜
연구 주요 날짜
연구 시작 (실제)
기본 완료 (실제)
연구 완료 (실제)
연구 등록 날짜
최초 제출
QC 기준을 충족하는 최초 제출
처음 게시됨 (실제)
연구 기록 업데이트
마지막 업데이트 게시됨 (실제)
QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출
마지막으로 확인됨
추가 정보
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