Badanie aktywacji mózgowej przez fNIRS podczas chodu z różnymi rytmicznymi stymulacjami słuchowymi u zdrowych osób (MoveNIRS)

Zaburzenia chodu i równowagi spowodowane zaburzeniami neurologicznymi dotykają wielu ludzi na całym świecie i wpływają na niezależne życie i jakość życia. Dlatego rehabilitacja chodu jest bardzo ważna dla osób z chorobami neurologicznymi. W ostatnich latach realizowano strategie rehabilitacji z uwzględnieniem nowych urządzeń technologicznych i opracowano paradygmaty zwiększające efektywność rehabilitacji. Mózg i badania kliniczne dostarczyły nowego zrozumienia możliwości muzyki w zakresie angażowania i kształtowania funkcji motorycznych w celu wspierania procesów regeneracji mózgu. Ludzie posiadają zdolność postrzegania i synchronizowania ruchów z rytmiczną muzyką. W kontekście rehabilitacji ruchowej rytm muzyczny pobudza ruch u pacjentów z zaburzeniami neurologicznymi, otwierając nowe granice wykorzystania rytmu i muzyki do przygotowania układu ruchu i sprzyjania poprawie skutków niedoborów. Rytmiczna stymulacja słuchowa (RAS) to metoda rehabilitacji chodu, w której pacjenci synchronizują kroki stóp z metronomem lub rytmem muzycznym. Zazwyczaj wskazówki rytmiczne są dopasowywane do rytmu preferowanego przez daną osobę, a gdy ruch zostanie przeniesiony do zewnętrznych wskazówek, rytm jest stopniowo zwiększany o 5-10% w stosunku do linii podstawowej. Jednak niewiele wiadomo na temat neuronalnych korelatów chodu podczas RAS.

fNIRS (funkcjonalna spektroskopia bliskiej podczerwieni) to funkcjonalna metoda pozwalająca na badanie zmian zachodzących w korze mózgowej podczas różnych zadań (takich jak fMRI). Technika ta umożliwia zatem badanie aktywacji mózgu w bardziej ekologicznych warunkach niż fMRI i dlatego jest szczególnie odpowiednia do badania technik rehabilitacyjnych.

Niniejsze badanie ma na celu zbadanie i porównanie u zdrowych ochotników regionów mózgu zaangażowanych w 4 stany chodu bez iz rytmiczną stymulacją słuchową.

Protokół ma 4 warunki:

• Chód w preferowanej kadencji bez stymulacji słuchowej (Chód1)
• Chód z rytmiczną stymulacją słuchową w niskim tempie za pomocą muzyki (RAS-Slow). Tempo rytmu muzyki wynosiło 68,5 na minutę dla wszystkich uczestników.
• Chód z synchroniczną rytmiczną stymulacją słuchową w szybkim tempie za pomocą muzyki (RAS-Fast). Tempo rytmu muzyki ustawiono na 10% powyżej rytmu chodu preferowanego przez każdego pacjenta. Preferowaną kadencję uznano za średnią z 6 prób podczas chodu 1.
• Chód bez stymulacji słuchowej (Chód 2) Badacze wybrali raczej stałą kolejność, ponieważ zastosowanie stymulacji słuchowej może kolidować z kolejnymi zadaniami. Wygodny chód został zaproponowany jako pierwszy i ostatni warunek sprawdzenia tego efektu.

fNIRS będzie wykorzystywał aparat Brite MKII. Parametry chodu rejestrowane były przez FeetMe(R) Monitor (wersja wkładki FTM-DK, firmware firmy Atmel w wersji 2.3.10, Skandynawska wersja oprogramowania układowego 6.3.15).

Przeanalizowano cztery parametry chodu, w tym prędkość, kadencję, długość kroku i czas podwójnego podparcia. Szybkość chodu definiowana jest jako odległość marszu w ciągu sekundy (w cm/s), kadencja jako liczba kroków w ciągu minuty marszu (w krokach/min). Długość kroku wskazuje odległość (w cm) od pierwszego kontaktu jednej stopy do kolejnego kontaktu tej samej stopy. Czas podwójnego podparcia występuje, gdy obie stopy stykają się z podłożem jednocześnie, jest on normalizowany do czasu kroku i wyrażony w % cyklu chodu (%). Te 4 parametry są najczęściej używane podczas badania wpływu SAR na chód.