Effekt av hjernestimulering på stepping-ytelse hos slagoverlevende og friske voksne (Gait)

Denne studien vil finne sted ved Texas Woman's University (TWU)-Houston campus og inkluderer to faser: Fase I innebærer en enkeltintervensjonsstudie og Fase II innebærer en fire ukers intervensjonsstudie. Etter påmelding til studien kan deltakerne velge å kun delta i fase I-studien eller velge å delta i både fase I- og fase II-studier.

Fase I-studie - deltakerne vil bli bedt om å gjennomføre to besøk med 1-14 dagers mellomrom. Det vil ta omtrent totalt 6,5 timer av tiden deres å fullføre alle testene (3,5 timer for det første besøket og 3 timer for det andre besøket, to besøk). Deltakerne må bruke kortermet t-skjorte, shorts og et par joggesko for testing. Under det første besøket vil etterforskerne måle hvor godt nervesystemet fungerer og hvor godt den enkelte går (se detaljer som følger). Hvis deltakerne har hatt et slag før, vil etterforskerne ved første besøk gjøre noen tester for å sikre at deltakerne har god følelse, balanse og motoriske reaksjoner i bena. Hvis alle testene er gode, vil deltakerne fylle ut et skjema som spør om sykehistorien deres. Hvis deltakerne ikke har hatt hjerneslag, vil etterforskerne stille noen spørsmål for å sikre at deltakerne ikke har noen medisinske problemer.

Deretter vil etterforskerne be deltakerne om å lære en benbevegelsesoppgave ved hvert besøk. Oppgaven er å kontrollere og flytte en datamaskinmarkør fra et startsted til ett av tre mål som vises på dataskjermen. Deltakerne må gjøre fotbevegelser fremover, høyre eller venstre for å lede markøren til et av målene. Selve oppgaven ligner på den daglige datamaskinoppgaven som utføres av en håndmus. I hvert besøk vil det ta omtrent totalt 45 minutter å fullføre et sett med etappetrekk. Flere ett-minutters hvilepauser vil bli gitt etter behov under testen. Deltakerne vil da bli bedt om å komme tilbake for det andre besøket innen 1-14 dager senere for å gjenta den samme oppgaven. Gjennom øvelsen vil deltakerne lære å kontrollere markøren ved hjelp av føttene. Så etterforskerne kan sammenligne læringskapasiteten over to besøk for best å indikere endringen i læringskapasiteten over tid.

Etterforskerne vil også vite om deltakerne kan lære denne motoriske ferdigheten raskere med kutan hjernestimulering. Deltakerne vil motta svak elektrisk hjernestimulering i 20 minutter under læring av benferdigheter. Hjernestimuleringsapparatet som etterforskerne brukte ligner på det kommersielle produktet som er sett i TV/magasinet, kalt "transkutan elektrisk nervestimulering" der elektrisk strøm leveres av elektroder for smertelindring og muskelstimulering. I denne studien vil to elektroder, en plassert på toppen av hodebunnen og en plassert på pannen, levere svak elektrisk strøm i 20 minutter. Fordi etterforskerne satte strømintensiteten på et veldig lavt nivå, vil det ikke forårsake muskelrykninger, og deltakerne kan bare føle en liten prikkende følelse i løpet av de første 10 sekundene. Mesteparten av tiden blir deltakerne sannsynligvis vant til stimuleringen og føler ikke lenger stimuleringen gjennom resten av økten.

Fase II-studie - Denne studien er en utvidet versjon av Fase I-studien. Deltakerne vil bli bedt om å gjennomføre 12 besøk med treningstrening sammen med hjernestimulering over en fireukers periode. Det vil ta omtrent totalt 18 timer av tiden å gjennomføre alle treningsøktene (1,5 time for hvert besøk/trening for totalt 12 besøk). Deltakerne må ha på seg kortermet t-skjorte, shorts og et par joggesko for trening. Før og etter fire ukers trening vil etterforskerne måle hvor godt nervesystemet fungerer og hvor godt deltakeren går (se detaljer som følger). En uke etter fullført fire ukers trening vil deltakerne bli bedt om å komme tilbake for å gjenta de samme testene. Utforskerne vil sammenligne endringer i læringskapasitet og motorisk funksjon før og etter fire ukers trening, og en uke etter fullført trening for best å indikere permanente endringer i læringskapasitet og motorisk funksjon over tid.

Under hvert besøk vil etterforskerne be deltakerne om å fortsette å lære en benbevegelsesoppgave på samme måte som fase I-studien. Etterforskerne vil også be deltakerne om å lære en lignende benoppgave, kalle stepping-oppgave under stående. Denne steppingoppgaven er svært lik benoppgaven i fase I-studien, men er en mer avansert oppgave som krever god stående balanse. Oppgaven er å kontrollere en datastyrt markør festet til foten og flytte en datamarkør fra et startsted til et av tre mål som vises på dataskjermen. Deltakerne må foreta trinnbevegelser fremover, høyre eller venstre for å lede markøren til et av målene. Selve oppgaven ligner på tråkkbevegelse under gange. I hvert besøk vil det ta ca. totalt 1,5 time å fullføre to sett med trening for benoppgaver mens du sitter og står. Samme hjernestimulering som ble brukt i fase I-studien (se ovenfor) vil bli levert midt i treningstreningen. Det vil bli gitt flere ett minutts hvilepauser etter behov under trening. Deltakerne vil deretter bli bedt om å komme til laboratoriet tre ganger i uken i fire uker for å gjennomføre 12 treningsøkter.

Resultatmål - For måling av hjerneaktivitet vil etterforskerne sette en registreringselektrode på leggmuskelen i det ene benet. Fem lavintensiv hjernestimulering vil bli levert til hodebunnen for å utløse de motoriske responsene. Mesteparten av tiden vil deltakerne føle enkelt muskelrykninger på grunn av stimuleringen. Det vil ta totalt 10 minutter å fullføre datainnsamlingen. For måling av nerveaktivitet vil etterforskerne sette en registreringselektrode på leggmuskelen i det ene benet. Lav-intensitet elektrisk stimulering vil bli levert til en nerve bak kneet for å utløse motoriske reaksjoner. En serie med små senevibrasjonsstimuli vil bli levert under elektrisk stimulering for å bestemme nervens følsomhet. Mesteparten av tiden vil deltakerne ikke føle noe eller bare en lett prikkende følelse i det stimulerte området. Det vil ta totalt 40 minutter å fullføre datainnsamlingen. Flere ett-minutters hvilepauser vil bli gitt etter behov under testen. For å måle gange, vil etterforskerne sette klissete markører på begge bena og be deltakerne gå normalt over en 10 meter lang gangvei i fem forsøk. Det vil ta omtrent totalt 30 minutter å fullføre datainnsamlingen. Flere ett-minutters hvilepauser vil bli gitt etter behov under testen. For stepping-reaksjonstidstesten vil forsøkspersonene stå på kraftplatene og vil bli instruert om å gå frem på et mål merket på gulvet så snart de merker elektrisk stimulering levert til den bakre delen av benet. Det vil ta omtrent totalt 40 minutter å fullføre datainnsamlingen. Flere ett-minutters hvilepauser vil bli gitt etter behov under testen.