Effecten van EMG-Biofeedback-balanstraining op de reflex van Hoffman

Verwondingen veroorzaakt door vallen zijn wereldwijd een groot probleem en tot de ernstigste verwondingen behoren heupfracturen en trauma aan de hersenen, die bijdragen aan 46% van de sterfgevallen onder de oudere bevolking. Uit een diepgaande analyse van de risicofactoren voor vallen is gebleken dat evenwichtsstoornissen en een abnormale manier van lopen de grootste bijdrage leveren (Chen et al., 2021). Het is geen verrassing dat de neurale controle over de houding verandert als functie van de leeftijd. Valpartijen onder ouderen zijn een steeds groter probleem geworden en leiden tot een escalerend aantal medische aandoeningen, sterfte en gebruik van gezondheidszorgdiensten. Ongeveer 40% van de ouderen boven de 65 jaar maakt, zelfs als ze gezond zijn, minstens één val per jaar mee (Bakker et al., 2024). Balans is het belangrijkste vermogen dat nodig is om vallen te voorkomen, omdat het handhaven van het rechtopstaande evenwicht nodig is om individuele dagelijkse activiteiten te voltooien. Kwantitatieve beoordelingen zijn nodig bij het evalueren van de houdingsbalans van deelnemers. De krachtplaat is een apparaat dat een betrouwbare balansbeoordelingsmethode is en op grote schaal wordt gebruikt in zowel laboratorium- als klinische omgevingen (Chen et al., 2021). Ondanks de vele onderzoeken van de afgelopen dertig jaar waarin de effecten van leeftijd en houdingscontrole zijn geanalyseerd, is het aantal sterfgevallen als gevolg van vallen en valgerelateerde verwondingen blijven toenemen. Er zijn meer onderzoeken nodig om te benadrukken hoe ouderdom de neurale mechanismen van houdingscontrole beïnvloedt. In het bijzonder moeten we de mechanismen begrijpen waarmee evenwichtstraining kan leiden tot een betere houdingscontrole om het aantal valpartijen bij oudere volwassenen te verminderen (Bakker et al., 2024a).

Een waardevolle neurofysiologische meting, bekend als de Hoffman (H)-reflex, heeft een hoge gevoeligheid voor houding. Het meten van de H-reflexamplitude kan worden gebruikt om te detecteren of veranderingen in de prikkelbaarheid van de wervelkolom gepaard gaan met evenwichtstraining. Het is een relatief eenvoudige techniek die het tot een intrigerend onderzoeksinstrument maakt (Theodosiadou et al., 2023). De H-reflex wordt al tientallen jaren gebruikt in onderzoeken naar motorische controle, waarbij de nadruk wordt gelegd op de mechanismen van de wervelkolom. Het wordt vaak gebruikt als hulpmiddel voor het analyseren van de prikkelbaarheid van de wervelkolom, of hoe effectief synaptische transmissie plaatsvindt tussen motorneuronen en 1a-afferenten.

Voor evenwichtstraining kan elektromyografie (EMG) biofeedback worden geïmplementeerd, waarbij de deelnemers objecten op een scherm besturen via de elektrische signalen van hun spieren terwijl ze staan. De sensoren die voor EMG worden gebruikt, zijn niet pijnlijk of invasief en kunnen worden toegepast om de beschadiging van specifieke spieren of spiergroepen aan te pakken. Het EMG-Biofeedback-systeem creëert een classificator die de beoogde spelbesturingsinvoer van de gebruiker voorspelt via realtime EMG-signalen. Deze innovatie zou worden bereikt door de sensoren op het bovenbeen en de armen te plaatsen om gegevens te verzamelen voor de signalen van de onderste en bovenste ledematen, zodat de motorische prestaties en succesvolle speluitvoering kunnen worden gericht op het evenwicht van de deelnemers (Park et al., 2022). Achttien sessies (elk 40 minuten) van EMG-biofeedbacktraining van het onderlichaam (tibialis anterior spier) gedurende drie weken bij deelnemers die lijden aan een chronische beroerte, bleek de motorische controleresultaten, waaronder evenwicht en kracht, te verbeteren (Tsaih et al., 2018).

Om een ​​beter begrip te krijgen van de neurofysiologische effecten van EMG-biofeedback, zullen we veranderingen in de prikkelbaarheid van de wervelkolomreflexen analyseren door het meten van H-reflexamplitudes en de resultaten van balansbordtests voor en na vier weken evenwichtstraining bij de vergrijzende bevolking. Hoewel er onderzoeken zijn gepubliceerd naar deze interventie die de balans verbetert, zijn er geen onderzoeken geweest die onderzoeken of EMG-biofeedbacktraining ook de prikkelbaarheid van de wervelkolomreflexen verandert. Deze interventie heeft het potentieel om de wervelkolomreflexen en het evenwicht van oudere volwassenen te verbeteren en toekomstige valpartijen te voorkomen. Deze interventie kan mogelijk ernstige verwondingen bij de gezonde oudere volwassen populatie verminderen, en veranderingen in de H-reflexamplitudes kunnen in verband worden gebracht met evenwichtsveranderingen. Studies die veranderingen in de amplitude van de H-reflex hebben onderzocht na een maand durende evenwichtstraining, hebben geen vervolgbeoordeling uitgevoerd om de lange levensduur van verbeteringen in de balans en verminderde amplitudes van de H-reflex te bevestigen.

Methoden:

Tijdens het eerste bezoek van de deelnemers aan het laboratorium zullen ze drie functionele beoordelingen en één neurofysiologische beoordeling voltooien. Bij de functionele beoordelingen wordt het evenwicht in staande positie gemeten. Deze balansbeoordelingen duren ongeveer 10 minuten. vervolledigen. Bij het meten van de spieractiviteit wordt niet-invasieve stimulatie achter de knie uitgevoerd, waardoor een spiertrekking in de kuitspier (soleus) ontstaat. Deze Hoffman Reflex-beoordeling wordt voor elk been uitgevoerd en weerspiegelt de activiteit van circuits in het ruggenmerg waarvan wordt aangenomen dat ze bijdragen aan het evenwicht. Deze procedure duurt voor elk been ongeveer 20 minuten.

De deelnemers worden willekeurig toegewezen aan de balanstraining- of biofeedbackbalanstraininggroep door de hoofdonderzoeker van dit onderzoek, en de deelnemer krijgt niet te horen in welke groep ze zijn ingedeeld. Ongeacht aan welke groep de deelnemer is toegewezen, worden er elektroden op de spieren van het boven- en onderlichaam geplaatst die met behulp van leads aan het EMG-systeem worden bevestigd. U voltooit een computerspel waarbij uw evenwicht gedurende 30 minuten vereist is. elk van uw trainingssessies. Tijdens de evenwichtstraining wordt geen gebruik gemaakt van hulpmiddelen zoals wandelstokken, rollators etc. Tijdens de balanstraining kunnen de deelnemers pauzeren en af ​​en toe zitten. Deze training zal 4 keer per week plaatsvinden, in totaal 16 keer. Beide groepen gaan het computerspel ervaren tijdens een staande balanstraining.

De dag na hun laatste sessie voltooien ze een vervolgbeoordelingssessie, die ook de voltooiing van de 3 functionele evenwichtstests en het meten van de spieractiviteit voor elk been omvat, wat dezelfde procedure zal volgen als de eerste beoordelingssessie.

Het tweede vervolgonderzoek vindt plaats 2 weken na de laatste training. Alle beoordelingen uit de eerste follow-up worden herhaald.