건강한 피험자의 다양한 리듬 청각 자극으로 보행 중 fNIRS에 의한 대뇌 활성화 연구 (MoveNIRS)

신경 장애로 인한 보행 및 균형 장애는 전 세계의 많은 사람들에게 영향을 미치며 독립적인 생활과 삶의 질에 영향을 미칩니다. 따라서 보행 재활은 신경계 질환이 있는 개인에게 매우 중요합니다. 최근에는 재활의 효과를 높이기 위해 새로운 기술 장치와 패러다임이 개발됨에 따라 재활 전략이 수행되었습니다. 뇌 및 임상 연구는 뇌 회복 과정을 지원하기 위해 운동 기능을 참여시키고 형성하는 음악의 능력에 대한 새로운 이해를 제공했습니다. 인간은 박동하는 음악에 움직임을 감지하고 동기화하는 능력을 가지고 있습니다. 운동 재활의 맥락에서 음악적 리듬은 신경 장애가 있는 환자의 움직임을 수반하여 운동 시스템을 준비하고 결핍 결과의 개선을 촉진하기 위해 리듬과 음악을 사용하는 새로운 지평을 엽니다. 리듬 청각 자극(RAS)은 환자가 메트로놈 또는 음악 박자에 발걸음을 동기화하는 보행 재활 방법입니다. 일반적으로 리드미컬한 큐는 개인이 선호하는 케이던스와 일치하며 일단 움직임이 외부 큐에 동반되면 리듬이 기준선보다 5-10% 점차 증가합니다. 그러나 RAS 동안 보행의 신경 상관 관계에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다.

fNIRS(기능적 근적외선 분광법)는 다양한 작업(예: fMRI) 동안 대뇌 피질 변화를 연구할 수 있는 기능적 방법입니다. 따라서 이 기술은 fMRI보다 더 생태학적 조건에서 뇌 활성화를 연구할 수 있으므로 재활 기술을 탐색하는 데 특히 적합합니다.

본 연구는 리듬감 있는 청각 자극이 없는 경우와 없는 경우의 4가지 보행 조건에 관련된 뇌 영역을 사용하여 건강한 피험자를 연구하고 비교하는 것을 목표로 합니다.

프로토콜에는 4가지 조건이 있습니다.

• 청각 자극 없이 원하는 케이던스로 보행(보행1)
• 음악에 의한 낮은 템포 리듬 청각 자극(RAS-Slow)으로 보행합니다. 모든 참가자의 음악 비트율은 분당 68.5였습니다.
• 음악에 의한 빠른 템포 동기화 리드미컬한 청각 자극(RAS-Fast)으로 보행합니다. 음악의 비트율은 각 환자가 선호하는 보행 케이던스보다 10% 높게 설정되었습니다. 선호하는 케이던스는 보행 1 동안 6회 시도의 평균으로 간주되었습니다.
• 청각 자극이 없는 보행(Gait2) 연구자들은 청각 자극을 사용하면 후속 작업에 방해가 될 수 있기 때문에 무작위가 아닌 고정된 순서를 선택했습니다. 이러한 후유증을 확인하기 위한 최초이자 최후의 조건으로 편안한 보행을 제안하였다.

fNIRS는 Brite MKII 장치를 사용합니다. 보행 매개변수는 FeetMe(R) Monitor(깔창 버전 FTM-DK, Atmel 펌웨어 버전 2.3.10, Nordic 펌웨어 버전 6.3.15).

속도, 케이던스, 보폭 및 이중 지지 시간을 포함한 4가지 보행 매개변수를 분석했습니다. 보행 속도는 1초 동안 걷는 거리(cm/s)로, 케이던스는 1분 동안 걷는 걸음 수(step/min)로 정의됩니다. 보폭은 한 발이 처음 닿는 순간부터 같은 발이 계속 닿을 때까지의 거리(cm)를 나타냅니다. Double support time은 양발이 동시에 지면에 닿았을 때 발생하며 보폭시간으로 정규화하여 %보행주기(%)로 표현한다. 이 4가지 매개변수는 SAR이 보행에 미치는 영향을 연구할 때 가장 일반적으로 사용됩니다.