Mechanizmy neuroplastyczne leżące u podstaw rozszerzonego treningu nerwowo-mięśniowego

Uraz więzadła krzyżowego przedniego (ACL) jest powszechnym i wyniszczającym urazem kolana, który dotyka każdego roku ponad 350 000 dzieci lub młodych dorosłych, drastycznie zmniejszając ich szanse na aktywne i zdrowe życie. Roczne koszty bezpośrednie przekraczają 13 miliardów dolarów, a długoterminowe koszty pośrednie znacznie przekraczają tę liczbę, ponieważ uraz ACL jest również powiązany z przyspieszonym rozwojem choroby zwyrodnieniowej stawów powodującej niepełnosprawność w ciągu kilku lat po urazie. Narodowy program zdrowia publicznego dotyczący choroby zwyrodnieniowej stawów zaleca rozszerzenie i udoskonalenie opartej na dowodach profilaktyki urazów ACL w celu zmniejszenia tego obciążenia. Badacze zidentyfikowali modyfikowalne czynniki ryzyka, które przewidują uszkodzenie ACL u młodych zawodniczek. Ten trening nerwowo-mięśniowy jest ukierunkowany na te czynniki i wykazuje statystyczną skuteczność u sportowców wysokiego ryzyka, ale znaczące przeniesienie mechaniki niskiego ryzyka na boisko było ograniczone, ponieważ obecne podejścia nie zmniejszają jeszcze krajowych wskaźników urazów ACL u młodych zawodniczek. Kluczową luką jest sposób ukierunkowania mechanizmów, które umożliwiają przeniesienie strategii kontroli motorycznej zmniejszających ryzyko z interwencji na boisko sportowe. Mechanizmy, które ostatecznie umożliwiają takie przeniesienie, są neuronalne, ale jak dotąd trening zapobiegania urazom skupiający się na kontroli nerwowo-mięśniowej nie wykorzystywał wyników neuronalnych. Opublikowane przez badaczy i nowe wstępne dane dotyczące neuroplastyczności związanej z urazami i treningiem nerwowo-mięśniowym wykazują biegłość w wychwytywaniu tych wyników neuronalnych i przyszłą zdolność kierowania tymi mechanizmami neuronowymi w celu poprawy szybkości transferu motorycznego. Dane potwierdzają główną hipotezę tej propozycji, że zwiększona aktywność planowania sensorycznego, wzrokowego i motorycznego w celu poprawy wydajności kory ruchowej jest neuronalnym mechanizmem przenoszenia adaptacji do realistycznych scenariuszy. Zdolność do kierowania mechanizmami neuronowymi w celu zwiększenia transferu motorycznego zmniejszającego ryzyko z kliniki na świat może zrewolucjonizować zapobieganie urazom ACL. Transformacyjny, pozytywny wpływ takich innowacyjnych strategii poprawi dostarczanie biofeedbacku w celu optymalizacji treningu i zwiększenia potencjału transferu sportu. Wkład ten będzie znaczący dla zapobiegania urazom ACL i związanym z nimi długoterminowym następstwom u młodych kobiet. Ta wyjątkowa okazja do poprawy zapobiegania urazom ACL poprzez ukierunkowanie neuronalnych mechanizmów adaptacji i transferu nerwowo-mięśniowego zmniejszy częstość występowania urazów powodujących kosztowną i długoterminową chorobę zwyrodnieniową stawów.

Do udziału w tym badaniu będą uprawnieni uczestnicy badania nadrzędnego „Real-time Sensorimotor Feedback for Injury Prevention Assessed in Virtual Reality”. W badaniu nadrzędnym uczestnicy są losowo przydzielani do grupy otrzymującej rozszerzony trening nerwowo-mięśniowy (aNMT) lub pozorowany trening biofeedback. Zarejestrowani uczestnicy przejdą badania MRI przed i po programie szkoleniowym. Cały protokół MRI będzie obejmował obrazy 3D zależne od T1 w wysokiej rozdzielczości, sekwencję obrazowania tensorem dyfuzji w 61 kierunkach, funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (fMRI) w stanie spoczynku oraz fMRI oparte na zadaniach. Zadania fMRI będą koncentrować się na funkcjach motorycznych, uczestnicy zostaną poproszeni o wykonanie ruchów kończyn dolnych, w tym zgięcia i wyprostu kolana oraz połączonego zgięcia i wyprostu stawu biodrowego i kolanowego.