Aërobe oefening en sensomotorische aanpassing bij chronische beroerte

Deelnemers Twintig mensen met een chronische beroerte namen deel aan het onderzoek (leeftijd 61 ± 13 jaar; 76% man).

Experimenteel ontwerp In een cross-overontwerp werd elke deelnemer pseudo-gerandomiseerd om eerst een interventieconditie (loopband) of controleconditie (rust) te voltooien, en minstens een week later terug te keren (wash-outperiode) om de alternatieve conditie te voltooien. Er werd een minimale wash-outperiode van een week gehanteerd om eventuele fysiologische veranderingen als gevolg van inspanning toe te staan ​​om terug te keren naar rustniveaus, maar om functieveranderingen die verband houden met het herstel van een beroerte tot een minimum te beperken. Deelnemers werd gevraagd om de 24 uur voorafgaand aan hun bezoek niet te sporten. Bij elk bezoek voltooiden de deelnemers de sensomotorische aanpassingstaak twee keer, voor en na de interventie, resulterend in vier beoordelingstijdstippen (PreControl, PostControl en PreTreadmill, PostTreadmill). Het doel van de postinterventiebeoordeling was om binnen 15 minuten na voltooiing van de loopband of rusttoestand te beginnen.

Interventie De interventieconditie bestond uit een enkele sessie van matige tot hoge intensiteit aerobics (65% van de hartslagreserve) gedurende 30 minuten lopen op een standaard loopband (Landice L7 loopband), met de armen comfortabel geplaatst door de deelnemers op de reling (voor ) of vrij zwaaien. Informatie die de specifieke kenmerken van de trainingssessie beschrijft (bijv. hartslag, bloeddrukrespons, loopbandsnelheid, totale afgelegde afstand) werden geregistreerd om de respons op inspanning en naleving van het inspanningsprotocol te controleren. De enkele loopbandsessie omvatte een geleidelijke toename van de intensiteit (meestal verhoogde snelheid of hellingshoek) om de doelhartslag te bereiken (ca. 5 minuten) en een afkoelperiode (ca. 5 minuten) zodat deelnemers kunnen terugkeren naar rustniveaus voor vitale observaties. De warming-up en cooling-down maakten deel uit van de totale looptraining van 30 minuten. Doelhartfrequenties werden berekend met behulp van de Karvonen-methode met niveaus aangepast voor degenen die hartslagverlagende medicijnen gebruikten (d.w.z. bètablokkers), volgens methoden die eerder zijn gepubliceerd in populaties na een beroerte. De hartslag werd gemeten met behulp van een borstbandmonitor (polar-electro) en gecontroleerd door een onderzoeksassistent die veranderingen in loopbandparameters mogelijk maakte om deelnemers in staat te stellen hun doel te bereiken. De deelnemers werd gevraagd om hun intensiteit van de training elke 10 minuten verbaal te beoordelen met behulp van de BORG-schaal van 6-20 voor waargenomen inspanning. Deelnemers kregen de instructie om in een tempo te lopen dat resulteerde in een score tussen 11 (redelijk licht) en 14 (enigszins zwaar) op de schaal. De controleconditie omvatte een equivalente tijdsperiode (30 minuten) van zittende rust waarbij de deelnemers door dezelfde onderzoeksassistent een voorlichtingssessie kregen over de impact en effecten van een beroerte.

Sensorimotorische aanpassingstaak Toestel en opstelling. Deelnemers zaten voor een bureau (ongeveer 50 cm van hun coronale vlak) en werd gevraagd om een ​​digitaliseringspen (15,95 cm lang, 1,4 cm breed, 17 g) op een digitaliseringstablet (WACOM Intuos4 PTK 1240, afmeting: 19,2 x 12 inch, resolutie = 0,25 mm) van een oorsprong naar een doelpunt. De positie van de pen op het tablet (XY-coördinaten) werd bemonsterd bij 100 Hz en in realtime weergegeven als een cirkelvormige cursor met een straal van 5 pixels (1,25 mm) op een horizontaal geplaatste computermonitor. Direct zicht op de hand werd voorkomen door de tablet en de hand direct onder een ondoorzichtige standaard te plaatsen, met de horizontale monitor bovenop de standaard.

Taak instructies. Deelnemers kregen eerst taakinstructies om een ​​cursor op het scherm van het begin naar het doel te verplaatsen, in een rechte lijn, in één beweging, zo snel en nauwkeurig mogelijk. Verder kregen de deelnemers de instructie dat de feedback van de beweging van tijd tot tijd zou worden gewijzigd en dat deelnemers hun beweging moesten veranderen als reactie op deze verandering van feedback, terwijl ze de bewegingen zo recht mogelijk moesten houden.

In elke proef was het de taak van de deelnemers om zich zo snel en nauwkeurig mogelijk van de oorsprongslocatie naar de doellocatie te verplaatsen met behulp van hun dominante bovenste ledemaat. Doelen werden in willekeurige volgorde gepresenteerd op een van de drie locaties (210, 225 of 240 graden vanaf het rechter horizontale vlak). Deze doelrichtingen werden zo gekozen dat doelbereikende bewegingen de horizontale adductoren van het schoudergewricht betroffen. Nadat je door het doel of voorbij het doel was gegaan, klonk er een hoge toon om aan te geven dat de proef was voltooid. Na voltooiing van een proef werd de oorspronkelijke locatie onmiddellijk opnieuw weergegeven en werd de deelnemer gevraagd de taak te herhalen. Als de deelnemer een succesvolle proef niet afrondde, werden ze opgedragen terug te keren naar de oorspronkelijke locatie en de proef te herhalen.

Ten eerste kwamen deelnemers 18 basislijnproeven tegen onder normale (juiste) feedback zonder rotatie. De deelnemers voltooiden vervolgens onmiddellijk 66 aanpassingsproeven, waarbij de visuele feedback op de displaymonitor werd verstoord door deze 30 graden met de klok mee te draaien (1e testdag) of tegen de klok in (2e testdag). Na het aanpassingsblok verscheen er een pop-updialoogvenster om de deelnemers te laten weten dat de verstoring was verwijderd met de mededeling "In de volgende paar proeven zou de storing die de computer toepaste worden verwijderd. Richt alstublieft recht op het doel." De instructies op het scherm werden door de onderzoeker voorgelezen om er zeker van te zijn dat ze werden begrepen. Dit werd onmiddellijk gevolgd door 6 onderzoeken zonder feedback. Ten slotte voltooiden de deelnemers 36 wash-out-proeven onder normale cursorfeedback-omstandigheden (d.w.z. geen cursorrotatie), om gedrag terug te brengen naar een niet-aangepaste staat.

Gegevensverwerking en -analyse Aangepaste scripts geschreven in LabVIEW scoorden bereikrichtingen, die werden gekwantificeerd op het 15e datapunt (150 milliseconden in het bereik), omdat online bewegingscorrecties meestal plaatsvinden na 150 ms in een bereik. Proeven met reikwijdte buiten een bereik van 120 graden van het doel (60 graden aan weerszijden van het doel) werden weggegooid als uitschieters. Proeven werden opgedeeld in cycli van één bezoek aan elk van de drie doelen. De afhankelijke variabele was het percentage aanpassing, dat de bereikrichtingen in elke cyclus kwantificeerde ten opzichte van de ideale bereikrichting door de bereikrichtingen te berekenen als een percentage van de ideale bereikrichtingen die het resultaat zijn van perfecte aanpassingsprestaties. De ideale reikrichting was 30 graden met de klok mee voor een rotatie van 30 graden tegen de klok in en 30 graden tegen de klok in voor een rotatie van 30 graden met de klok mee.

Procentuele aanpassing=100% × (bereikrichting)/(ideale bereikrichting)

Zoals eerder opgemerkt, was er een snelle foutverminderingsfase bij het bereiken waar het grootste deel van het leren plaatsvond, gevolgd door een langzamere aanpassingssnelheid. Hier, aangezien de doelen dicht bij elkaar waren geplaatst, vond een snelle foutreductie plaats in proeven 1-9 (d.w.z. de eerste drie cycli), vergelijkbaar met recent werk. Na voltooiing van de vierde cyclus was de aanpassing meer dan 70%, zowel voor als na de loopband- en controlecondities. We hebben dus de eerste drie cycli geselecteerd om de snelle foutreductie te kwantificeren.

Individuele verschillen in bereikrichtingen bij baseline kunnen aanpassingsmaatregelen beïnvloeden. Eerdere methoden om hier rekening mee te houden door pre-perturbatiegedrag af te trekken van post-perturbatiegedrag zijn gevoeliger voor luidruchtige basislijnen en het risico op Type 2-fouten. Om rekening te houden met basislijnafwijkingen vóór verstoring, hebben we het percentage aanpassing gemiddeld van de laatste drie cycli vóór het begin van de rotatie (d.w.z. het percentage aanpassing in de laatste vijf basislijncycli) ingevoerd als covariaten in al onze analyses van covariantieanalyses.

Na de aanpassingsproeven waren er twee cycli waarin geen feedback aan de deelnemer werd gegeven. Dat wil zeggen, in tegenstelling tot alle eerdere proeven waarbij deelnemers een volgcursor konden volgen met hun visie, kregen de deelnemers geen real-time feedback over waar ze bereikten. De eerste cyclus zonder feedback werd genomen als maatstaf voor impliciet leren, vergelijkbaar met eerder werk.

Onze belangwekkende uitkomstmaten waren (1) aanpassingsprestaties (2) impliciete nawerkingen, gekwantificeerd als bereiken die aangepast bleven ondanks kennisgeving van verwijdering van verstoringen in het no-feedbackblok en (3) expliciet leren, geschat als de vrijwillige terugtrekking van aangepast gedrag na het ontvangen van een bericht over het verwijderen van verstoringen (d.w.z. de verandering in procentuele aanpassing van het gemiddelde van de laatste drie aanpassingscycli tot de eerste cyclus zonder feedback na het ontvangen van het bericht dat de verstoring verdwenen was), en (4) de-aanpassingsprestaties. Om deze maatregelen te evalueren, hebben we ANCOVA's uitgevoerd met de tussen-subjects-factor Interventievolgorde (eerst controle, loopband eerst) en de binnen-subjects-factoren: interventie (controle, loopband), tijd (pre-interventie, post-interventie) en (waar van toepassing) Cycli (cycli 1..3), met pre-rotatie biases als covariaten die niet van belang zijn (geschat op basis van het gemiddelde percentage aanpassing in de laatste drie basislijncycli). Waar nodig werden Greenhouse-Geisser-correcties toegepast. Alfa was ingesteld op 0,05. SPSS v24.0 werd gebruikt voor statistische analyses.