뇌자극이 뇌졸중 생존자와 건강한 성인의 보행 능력에 미치는 영향 (Gait)

이 연구는 Texas Woman's University(TWU)-Houston 캠퍼스에서 진행되며 2단계를 포함합니다. 1단계는 단일 개입 연구를 포함하고 2단계는 4주 개입 연구를 포함합니다. 연구에 등록한 후 참가자는 1상 연구에만 참여하거나 1상 및 2상 연구 모두에 참여하도록 선택할 수 있습니다.

1단계 연구 - 참가자는 1-14일 간격으로 2회 방문을 완료해야 합니다. 모든 검사를 완료하는 데 걸리는 시간은 총 6.5시간(1차 3.5시간, 2차 3시간, 2차 방문)이 소요됩니다. 참가자는 테스트를 위해 반팔 티셔츠, 반바지, 운동화를 착용해야 합니다. 처음 방문하는 동안 조사관은 신경계가 얼마나 잘 작동하고 개인이 얼마나 잘 걷는지 측정합니다(다음 세부 정보 참조). 참가자가 이전에 뇌졸중을 앓은 적이 있는 경우 첫 번째 방문에서 조사관은 참가자가 다리에 좋은 느낌, 균형 및 운동 반응을 가지고 있는지 확인하기 위해 몇 가지 테스트를 수행합니다. 모든 테스트가 양호하면 참가자는 병력에 대해 묻는 양식을 작성합니다. 참가자가 뇌졸중을 앓지 않은 경우 조사관은 참가자에게 의학적 문제가 없는지 확인하기 위해 몇 가지 질문을 할 것입니다.

다음으로 조사관은 참가자들에게 방문할 때마다 다리 움직임 작업을 배우도록 요청할 것입니다. 작업은 시작 위치에서 컴퓨터 모니터에 표시된 세 대상 중 하나로 컴퓨터 커서를 제어하고 이동하는 것입니다. 참가자는 커서를 대상 중 하나로 안내하기 위해 앞으로, 오른쪽 또는 왼쪽으로 발을 움직여야 합니다. 작업 자체는 핸드 마우스가 수행하는 일일 컴퓨터 작업과 유사합니다. 방문할 때마다 한 세트의 다리 뻗기 작업을 완료하는 데 총 약 45분이 소요됩니다. 시험 중 필요에 따라 몇 번의 1분 휴식이 제공됩니다. 그런 다음 참가자는 동일한 작업을 반복하기 위해 1-14일 이내에 두 번째 방문을 위해 다시 방문해야 합니다. 연습을 통해 참가자는 발을 사용하여 커서를 제어하는 ​​방법을 배웁니다. 따라서 조사관은 두 번의 방문에 대한 학습 능력을 비교하여 시간 경과에 따른 학습 능력의 변화를 가장 잘 나타낼 수 있습니다.

조사관은 또한 참가자가 피부 뇌 자극으로 이 운동 기술을 더 빨리 배울 수 있는지 알고 싶어합니다. 참가자는 다리 기술 학습 중에 20분 동안 약한 전기 뇌 자극을 받게 됩니다. 연구진이 사용한 뇌자극기는 TV·잡지에서 본 상용 제품과 유사한 것으로, 통증 완화와 근육 자극을 위해 전극을 통해 전류를 전달하는 '경피적 전기 신경 자극'이다. 이 연구에서는 두 개의 전극을 두피 상단과 이마에 배치하여 20분 동안 약한 전류를 전달합니다. 조사관이 현재 강도를 매우 낮은 수준으로 설정했기 때문에 근육 경련이 발생하지 않으며 참가자는 처음 10초 동안 약간의 따끔거림만 느낄 수 있습니다. 대부분의 경우 참가자는 자극에 익숙해지고 나머지 세션 동안 더 이상 자극을 느끼지 않습니다.

2상 연구 - 이 연구는 1상 연구의 확장 버전입니다. 참가자는 4주 동안 뇌 자극과 짝을 이룬 운동 훈련을 12회 방문해야 합니다. 모든 교육 세션을 완료하는 데 총 18시간이 소요됩니다(방문당 1.5시간/총 12번의 방문 교육). 참가자는 트레이닝을 위해 반팔 티셔츠, 반바지, 운동화를 착용해야 합니다. 4주간의 훈련 전후에 조사관은 신경계가 얼마나 잘 작동하고 참가자가 얼마나 잘 걷는지 측정합니다(자세한 내용은 다음 참조). 4주 교육을 마친 후 1주일 후에 참가자는 다시 돌아와 동일한 테스트를 반복해야 합니다. 조사관은 4주 훈련 전후와 훈련 완료 후 1주일에 학습 능력과 운동 기능의 변화를 비교하여 시간이 지남에 따라 학습 능력과 운동 기능의 영구적인 변화를 가장 잘 나타냅니다.

방문할 때마다 조사관은 참가자들에게 I상 연구와 동일한 다리 운동 작업을 계속 학습하도록 요청할 것입니다. 조사관은 또한 참가자들에게 유사한 다리 작업을 배우고, 서 있는 동안 스테핑 작업을 호출하도록 요청할 것입니다. 이 스테핑 작업은 1단계 연구의 다리 작업과 매우 유사하지만 좋은 기립 균형이 필요한 고급 작업입니다. 작업은 발에 부착된 컴퓨터 마커를 제어하고 시작 위치에서 컴퓨터 모니터에 표시된 세 가지 목표 중 하나로 컴퓨터 커서를 이동하는 것입니다. 참가자는 커서를 대상 중 하나로 안내하기 위해 앞으로, 오른쪽 또는 왼쪽으로 스테핑 이동해야 합니다. 작업 자체는 걷는 동안 스테핑 동작과 유사합니다. 방문할 때마다 앉거나 서 있는 동안 두 세트의 다리 작업 훈련을 완료하는 데 약 총 1.5시간이 소요됩니다. 1상 연구(위 참조)에서 사용된 것과 동일한 뇌 자극이 운동 훈련 중간에 전달됩니다. 훈련 중 필요에 따라 몇 번의 1분 휴식이 제공됩니다. 그런 다음 참가자는 12개의 교육 세션을 완료하기 위해 4주 동안 주당 3회 실험실에 오도록 요청받습니다.

결과 측정 - 뇌 활동 측정을 위해 조사관은 한쪽 다리의 종아리 근육에 기록 전극을 부착합니다. 5개의 저강도 뇌 자극이 두피에 전달되어 운동 반응을 유발합니다. 대부분의 경우 참가자는 자극으로 인해 단일 근육 경련을 느낄 것입니다. 데이터 수집을 완료하는 데 총 10분이 소요됩니다. 신경 활동 측정을 위해 조사관은 한쪽 다리의 종아리 근육에 기록 전극을 부착합니다. 낮은 강도의 전기 자극이 무릎 뒤의 신경에 전달되어 운동 반응을 유발합니다. 일련의 작은 힘줄 진동 자극이 전기 자극 중에 전달되어 신경의 민감도를 결정합니다. 대부분의 경우 참가자는 자극을 받은 부위에서 아무것도 느끼지 못하거나 가벼운 따끔거림을 느낄 것입니다. 데이터 수집을 완료하는 데 총 40분이 소요됩니다. 시험 중 필요에 따라 몇 번의 1분 휴식이 제공됩니다. 걷기 측정을 위해 조사관은 두 다리에 스티커 마커를 붙이고 참가자에게 5번의 시도 동안 10m 길이의 보도를 정상적으로 걷도록 요청합니다. 데이터 수집을 완료하는 데 총 약 30분이 소요됩니다. 시험 중 필요에 따라 몇 번의 1분 휴식이 제공됩니다. 보행 반응 시간 검사는 피험자가 힘판 위에 서서 다리 뒤쪽에 전달되는 전기 자극을 감지하는 즉시 바닥에 표시된 목표물 위로 앞으로 나아가도록 지시합니다. 데이터 수집을 완료하는 데 총 약 40분이 소요됩니다. 시험 중 필요에 따라 몇 번의 1분 휴식이 제공됩니다.