Влияние стимуляции мозга на шагательную способность у выживших после инсульта и здоровых взрослых (Gait)

Это исследование будет проходить в кампусе Техасского женского университета (TWU) в Хьюстоне и будет состоять из двух фаз: Фаза I включает исследование с одним вмешательством, а Фаза II включает четырехнедельное исследование с вмешательством. После регистрации в исследовании участники могут выбрать участие только в исследовании фазы I или принять участие как в исследованиях фазы I, так и в исследованиях фазы II.

Исследование фазы I - участников попросят совершить два визита с интервалом от 1 до 14 дней. На выполнение всех тестов у них уйдет около 6,5 часов их времени (3,5 часа на первое посещение и 3 часа на второе посещение, два посещения). Для тестирования участникам необходимо будет надеть футболку с короткими рукавами, шорты и пару кроссовок. Во время первого визита исследователи измерят, насколько хорошо работает нервная система и насколько хорошо человек ходит (подробности см. ниже). Если у участников уже был инсульт, при первом посещении исследователи проведут некоторые тесты, чтобы убедиться, что у участников хорошее чувство, равновесие и двигательные реакции в ногах. Если все тесты хорошие, участники заполняют форму, в которой спрашивают об их истории болезни. Если у участников не было инсульта, исследователи зададут несколько вопросов, чтобы убедиться, что у участников нет проблем со здоровьем.

Затем исследователи попросят участников выучить задание на движение ног при каждом посещении. Задача состоит в том, чтобы управлять и перемещать курсор компьютера из начальной точки в одну из трех целей, отображаемых на мониторе компьютера. Участникам нужно будет совершать движения ногой вперед, вправо или влево, чтобы навести курсор на одну из целей. Сама задача похожа на ежедневную компьютерную задачу, выполняемую ручной мышью. При каждом посещении на выполнение комплекса заданий по дотягиванию ног уходит примерно 45 минут. При необходимости во время теста будет предоставлено несколько минутных перерывов для отдыха. Затем участников попросят вернуться для второго визита в течение 1-14 дней спустя, чтобы повторить ту же задачу. На практике участники узнают, как управлять курсором с помощью ног. Таким образом, исследователи могут сравнить способность к обучению за два посещения, чтобы лучше всего показать изменение способности к обучению с течением времени.

Исследователи также хотят знать, смогут ли участники быстрее освоить этот двигательный навык с помощью кожной стимуляции мозга. Участники будут получать слабую электрическую стимуляцию мозга в течение 20 минут во время обучения навыкам ног. Устройство для стимуляции мозга, которое использовали исследователи, похоже на коммерческий продукт, показанный в телевидении/журнале, под названием «Чрескожная электрическая стимуляция нервов», в котором электрический ток подается электродами для облегчения боли и стимуляции мышц. В этом исследовании два электрода, один из которых расположен на макушке головы, а другой — на лбу, будут подавать слабый электрический ток в течение 20 минут. Поскольку исследователи установили силу тока на очень низком уровне, это не вызовет никаких мышечных подергиваний, и участники могут чувствовать только небольшое покалывание в течение первых 10 секунд. В большинстве случаев участники, вероятно, привыкают к стимуляции и больше не чувствуют стимуляцию на протяжении всей оставшейся части сеанса.

Исследование фазы II. Это исследование является расширенной версией исследования фазы I. Участникам будет предложено выполнить 12 посещений физических упражнений в сочетании со стимуляцией мозга в течение четырехнедельного периода. Всего потребуется около 18 часов времени для прохождения всех учебных занятий (1,5 часа на каждое посещение/обучение, всего 12 посещений). Участники должны будут носить футболку с короткими рукавами, шорты и пару кроссовок для тренировки. До и после четырехнедельного обучения исследователи измерят, насколько хорошо работает нервная система и насколько хорошо участник ходит (см. подробности ниже). Через неделю после завершения четырехнедельного обучения участников попросят вернуться, чтобы повторить те же тесты. Исследователи будут сравнивать изменения в способности к обучению и двигательной функции до и после четырехнедельного обучения, а также через одну неделю после завершения обучения, чтобы лучше всего указать постоянные изменения в способности к обучению и двигательной функции с течением времени.

Во время каждого визита исследователи будут просить участников продолжить изучение задания на движение ног, как и в исследовании фазы I. Исследователи также попросят участников выучить аналогичную задачу для ног, например, задачу шагания во время стояния. Эта шаговая задача очень похожа на задачу для ног в исследовании Фазы I, но является более сложной задачей, требующей хорошего равновесия в положении стоя. Задача состоит в том, чтобы управлять компьютеризированным маркером, прикрепленным к стопе, и перемещать компьютерный курсор из начальной точки к одной из трех целей, отображаемых на мониторе компьютера. Участникам нужно будет делать шаговые движения вперед, вправо или влево, чтобы навести курсор на одну из целей. Само задание аналогично шагательному движению при ходьбе. При каждом посещении в общей сложности потребуется примерно 1,5 часа, чтобы выполнить два набора упражнений для ног в положении сидя и стоя. Та же стимуляция мозга, что и в исследовании фазы I (см. выше), будет проводиться в середине тренировки. По мере необходимости во время тренировки будет предоставлено несколько минутных перерывов для отдыха. Затем участников попросят приходить в лабораторию три раза в неделю в течение четырех недель, чтобы пройти 12 учебных занятий.

Показатели результатов. Для измерения активности мозга исследователи помещают записывающий электрод на икроножную мышцу одной ноги. Пять низкоинтенсивных стимуляций мозга будут доставлены на кожу головы, чтобы вызвать двигательные реакции. Большую часть времени участники будут чувствовать подергивание отдельных мышц из-за стимуляции. Для завершения сбора данных потребуется в общей сложности 10 минут. Для измерения активности нервов исследователи помещают записывающий электрод на икроножную мышцу одной ноги. Электрическая стимуляция низкой интенсивности будет доставляться к нерву позади колена, чтобы вызвать двигательные реакции. Серия небольших вибрационных стимулов сухожилия будет доставлена ​​во время электрической стимуляции, чтобы определить чувствительность нерва. Большую часть времени участники ничего не почувствуют или просто почувствуют легкое покалывание в стимулируемой области. Сбор данных займет в общей сложности 40 минут. При необходимости во время теста будет предоставлено несколько минутных перерывов для отдыха. Для измерения ходьбы исследователи наклеивают липкие маркеры на обе ноги и просят участников нормально пройти 10-метровую дорожку в течение пяти испытаний. Для завершения сбора данных потребуется примерно 30 минут. При необходимости во время теста будет предоставлено несколько минутных перерывов для отдыха. Для теста времени реакции на шаг испытуемые встают на силовые пластины и получают указание сделать шаг вперед к цели, отмеченной на полу, как только они почувствуют электрическую стимуляцию, подаваемую на заднюю часть ноги. Для завершения сбора данных потребуется примерно 40 минут. При необходимости во время теста будет предоставлено несколько минутных перерывов для отдыха.