Uczestnictwo w zewnętrznych sygnałach i strategiach ruchu w chorobie Parkinsona

EKSPERYMENTALNY: Zaangażowanie mózgu podczas korzystania z trybów kompensacyjnych podczas chodzenia

Zaangażowanie mózgu (rekrutacja uwagi) jest mierzone podczas czterech warunków chodzenia

Behawioralne: sygnały zewnętrzne i poznawcze strategie ruchu

bodźce zewnętrzne to bodźce sensoryczne, takie jak słuch (np. rytmiczne uderzenia metronomu) lub wizualne (np. rozmieszczone linie na podłodze). Poznawcze strategie ruchowe odnoszą się do skupienia uwagi na określonym parametrze chodu (np. długość kroku, wymach ramienia).

W badaniu uczestnicy chodzą w czterech warunkach chodu: 1) zwykły (podstawowy) chód 2) chód, biorąc pod uwagę zewnętrzne wskazówki, które będą stosowane za pomocą uderzeń metronomu. Liczba uderzeń na minutę jest dostosowana do liczby kroków każdego uczestnika na minutę. 3) chodzenie z ruchem strategia poznawcza: uczestnicy proszeni są o skupienie się na długości kroku i skupienie się na zwiększaniu długości kroku podczas chodzenia 4) Podwójne zadanie - chodzenie podczas wykonywania zadania poznawczego.

Podczas czterech warunków chodzenia mierzone będzie zaangażowanie mózgu przy użyciu jednokanałowego systemu EEG (Brain-MARC LTD) opisanego w poniższej sekcji dotyczącej pomiarów wyników.

Szybkość chodu – Fizjologiczny pomiar chodu

Prędkość chodu jest mierzona za pomocą systemu Mobility Lab OPAL (APDM, USA) składającego się z trzech małych inercyjnych jednostek pomiarowych (czujniki IMU, w tym akcelerometry 3D i żyroskopy 3D próbkowane przy 128 Hz, MobilityLab, APDM Inc., Portland, OR). IMU zostały przymocowane do kostek uczestnika i okolicy lędźwiowej za pomocą elastycznych pasków na rzepy. Czujniki te mierzą prędkość chodu (metry na sekundę).

Długość kroku- Fizjologiczny pomiar chodu

Długość kroku jest mierzona za pomocą systemu Mobility Lab OPAL (APDM, USA) składającego się z trzech małych inercyjnych jednostek pomiarowych (czujniki IMU, w tym akcelerometry 3D i żyroskopy 3D próbkowane przy 128 Hz, MobilityLab, APDM Inc., Portland, OR). IMU zostały przymocowane do kostek uczestnika i okolicy lędźwiowej za pomocą elastycznych pasków na rzepy. Te czujniki mierzą długość kroku (cm).

Rytm – Fizjologiczny pomiar chodu

Kadencja jest mierzona za pomocą systemu Mobility Lab OPAL (APDM, USA) składającego się z trzech małych inercyjnych jednostek pomiarowych (czujniki IMU, w tym akcelerometry 3D i żyroskopy 3D próbkowane przy 128 Hz, MobilityLab, APDM Inc., Portland, OR). IMU zostały przymocowane do kostek uczestnika i okolicy lędźwiowej za pomocą elastycznych pasków na rzepy. Czujniki te mierzą rytm (liczbę kroków wykonanych w ciągu 1 minuty).

Procent czasu wymachu – Fizjologiczny pomiar chodu

Procent czasu wymachu (procent czasu od całkowitego czasu jednego cyklu chodu, w którym jedna noga jest w powietrzu, mierzony jest za pomocą systemu Mobility Lab OPAL (APDM, USA) składającego się z trzech małych inercyjnych jednostek pomiarowych (czujników IMU, w tym akcelerometrów 3D i Żyroskopy 3D próbkowane przy 128 Hz, MobilityLab, APDM Inc., Portland, OR). IMU zostały przymocowane do kostek uczestnika i okolicy lędźwiowej za pomocą elastycznych pasków na rzepy. Czujniki te mierzą procent czasu wymachu (jednostki podawane są w procentach)

Aktywność elektryczna (eeg) mózgu-fizjologiczna miara sygnałów elektrycznych

Podczas chodu pomiar rekrutacji uwagi podczas chodu przeprowadzany jest przez jednokanałowy system EEG (Brain-MARC LTD). System upraszcza analizę EEG, aby dostosować ekstrakcję odpowiednich znaczników związanych z uwagą z trwającego EEG. EEG jest pobierane za pomocą systemu suchych elektrod MindWave [25], z jedną elektrodą czołową (∼Fpz) i jedną elektrodą odniesienia na płatku ucha. Próbkowane dane są przesyłane przez połączenie bezprzewodowe do komputera eksperymentalnego, gdzie sygnał jest przetwarzany. Algorytm oblicza

Funkcja poznawcza Hamowanie odpowiedzi Go-NoGo

Skomputeryzowane testy NeuroTrax™ oceniają stan mózgu w szeregu domen poznawczych. W szczególności Hamowanie odpowiedzi Go-NoGo testuje zdolności uwagi i funkcji wykonawczych.

Test Go-NoGo jest testem czasu odpowiedzi i hamowania odpowiedzi. Uczestnikom przedstawia się serię dużych kolorowych kwadratów ze zmiennymi opóźnieniami. Każdy kwadrat może być w jednym z czterech kolorów. Uczestnicy są poinstruowani, aby odpowiedzieć tak szybko, jak to możliwe, naciskając przycisk myszy, jeśli kwadrat ma inny kolor niż czerwony. Parametry wyniku obejmują dokładność (tj. procent poprawności), czas odpowiedzi i związaną z nim wariancję, złożony wynik obliczony jako dokładność podzielona przez czas odpowiedzi, liczbę błędów pominięcia, liczbę błędów prowizji i czas odpowiedzi związany z błędami prowizji.

Funkcja poznawcza — interferencja Stroopa

Skomputeryzowane testy NeuroTrax™ oceniają stan mózgu w szeregu domen poznawczych. Konkretnie, Stroop Interference testuje zdolności uwagi, funkcji wykonawczych.

Test Stroopa mierzy czas reakcji i funkcje wykonawcze. W teście osoby badane muszą powiedzieć kolor słowa na ekranie, a nie to, co mówi słowo. Parametry wyniku obejmują dokładność, czas odpowiedzi i związaną z nim wariancję oraz wynik złożony obliczony jako dokładność podzielona przez czas odpowiedzi.

Funkcja poznawcza – Stopniowa szybkość przetwarzania informacji

Skomputeryzowane testy NeuroTrax™ oceniają stan mózgu w szeregu domen poznawczych. W szczególności testowanie umiejętności Stopniowe przetwarzanie informacji w zakresie Uwaga i Szybkość przetwarzania informacji. Test szybkości przetwarzania informacji etapami mierzy przetwarzanie informacji na rosnącym poziomie złożoności. Test składa się z trzech poziomów obciążenia przetwarzania informacji: pojedynczych cyfr, dwucyfrowych problemów arytmetycznych (np. 5-1) i trzycyfrowych problemów arytmetycznych (np. 3+2-1). Uczestnikom przedstawia się serię cyfr lub problemów arytmetycznych (w zależności od poziomu) i instruuje się, aby jak najszybciej odpowiedzieć, naciskając lewy przycisk myszy, jeśli cyfra lub wynik jest mniejszy lub równy 4, a prawy przycisk myszy, jeśli jest większa niż 4. Parametry wyniku dla każdego przyrostu szybkości dla każdego poziomu obejmują dokładność, czas odpowiedzi i jego

Funkcja poznawcza-stukanie palcem

Skomputeryzowane testy NeuroTrax™ oceniają stan mózgu w szeregu domen poznawczych. W szczególności stukanie palcami sprawdza zdolności motoryczne. Uczestnikom przedstawia się biały prostokąt, który wypełnia się na czerwono od lewej do prawej przez 12 sekund. Zadanie wymaga od uczestnika stuknięcia lewego przycisku myszy tyle razy, ile to możliwe, podczas gdy prostokąt wypełnia się na czerwono. Parametry wyniku tego testu obejmują interwał między dotknięciami i powiązaną wariancję (w milisekundach) dla dominującej ręki uczestnika.

Funkcja poznawcza – Gra „Złap”.

Skomputeryzowane testy NeuroTrax™ oceniają stan mózgu w szeregu domen poznawczych. W szczególności gra „Złap” sprawdza zdolności funkcji wykonawczych i umiejętności motorycznych. Podczas gry „Łap” uczestnicy widzą prostokątny biały obiekt spadający pionowo z góry ekranu. Ich zadaniem jest „złapanie” obiektu, zanim dotrze on do dolnej części ekranu, poprzez ustawienie prostokątnej zielonej paletki bezpośrednio na drodze spadającego obiektu. Odpowiedzi udzielane są najlepszą ręką uczestnika. Szybkość spadania obiektu wzrasta stopniowo w miarę trwania testu, co sprawia, że ​​coraz trudniej jest „złapać” obiekt na czas. Parametry wyniku obejmują czas reakcji i związaną z nim wariancję dla pierwszego ruchu, liczbę zmian kierunku na próbę, błąd w przypadku nieudanych połowów oraz całkowity wynik wydajności.

Funkcja poznawcza — rozwiązywanie problemów

Skomputeryzowane testy NeuroTrax™ oceniają stan mózgu w szeregu domen poznawczych. W szczególności test rozwiązywania problemów NeuroTrax jest niewerbalnym testem IQ, który ocenia zdolność dostrzegania relacji przestrzennych między formami geometrycznymi, które składają się na wzór. Uczestnikom prezentowany jest niekompletny wzór składający się z trzech kwadratów zawierających proste formy geometryczne w określonej konfiguracji. W dolnej części ekranu wyświetlanych jest sześć dodatkowych kwadratów zawierających formy geometryczne. Odpowiedzi z klawiaturą numeryczną wskazują, która z sześciu form najlepiej uzupełnia wzór. Relacje przestrzenne między prostymi formami geometrycznymi stają się bardziej złożone w miarę postępu testu, a test jest adaptacyjny, ponieważ kończy się wcześnie, gdy wydajność jest niska. Parametr wyniku dla tego testu składa się z całkowitego wyniku dokładności, który obejmuje wyniki na różnych poziomach trudności.

Wynik indeksu funkcji poznawczych i funkcji wykonawczych

Grupy znormalizowanych parametrów, które mierzą funkcję wykonawczą, są uśredniane w celu uzyskania wyniku wskaźnika funkcji wykonawczej. Parametry wyników składające się na wyniki tego indeksu to: Go-NoGo: wynik złożony; Interferencja Stroopa: wynik złożony; Gra w łapanie: łączny wynik.

Wynik indeksu funkcji poznawczych-uwagi

Grupy znormalizowanych parametrów, które mierzą uwagę, są uśredniane w celu uzyskania wyniku wskaźnika uwagi. Parametry wyników składające się na wyniki tego indeksu to: Go-NoGo: Czas reakcji; Go-NoGo: odchylenie standardowe czasu odpowiedzi; Zakłócenia Stroopa: czas odpowiedzi; Etapowe przetwarzanie informacji: czas reakcji; Przetwarzanie informacji: Dokładność.

Wynik wskaźnika szybkości przetwarzania funkcji poznawczych i przetwarzania informacji

Grupy znormalizowanych parametrów, które mierzą szybkość przetwarzania informacji, są uśredniane w celu uzyskania wyniku indeksu szybkości przetwarzania informacji. Parametry wyniku składające się na wyniki tego indeksu to: etapowe przetwarzanie informacji: wynik złożony, poziom 1,1; Etapowe przetwarzanie informacji: ocena złożona, poziom 1,3; Etapowe przetwarzanie informacji: ocena złożona, poziom 2.1; Etapowe przetwarzanie informacji: ocena złożona, poziom 2.2

Wynik wskaźnika funkcji poznawczych i umiejętności motorycznych

Grupy znormalizowanych parametrów, które mierzą umiejętności motoryczne, są uśredniane w celu uzyskania wyniku wskaźnika umiejętności motorycznych. Parametry wyniku, na które składają się te wyniki Indeksu, to: Stukanie palcami: interwał między stuknięciami; Stukanie palcem: Tap Interval Std Dev; Gra w łapanie: czas wykonać pierwszy ruch