Нервно-мышечная электростимуляция и наблюдение за действиями для здорового старения (PRIN2022)

Цель Целью исследования будет проверка влияния самостоятельного домашнего вмешательства, сочетающего NMES и AO для верхних конечностей у здоровых пожилых людей, на мышечную силу и проприоцептивные способности. Это будет сделано путем сравнения наблюдения за действием-нейромышечной электрической стимуляции (AO-NMES) с наблюдением за действием (AO) и нейромышечной электрической стимуляцией (NMES) по отдельности, с гипотезой, что AO-NMES приводит к большему улучшению, чем другие. Этот подход может быть безопасным, доступным и экономически эффективным способом поддержания или улучшения нейромышечной функции и сенсомоторного контроля у стареющего населения. Кроме того, сохраняя функцию верхних конечностей, вмешательство может помочь пожилым людям сохранить функциональную автономию, снизить риск инвалидности и улучшить общее качество жизни и благополучие.

Методы

1. Участники Добровольные участники будут набраны из студентов, зачисленных в программу «UniGeSenior» в Университете Генуи. Критерии включения: добровольное участие, возраст от 65 до 85 лет, мужчины и женщины, ведущие малоподвижный образ жизни. Критерии исключения включают неврологические или психические расстройства, переломы в течение последних шести месяцев, ортопедические или опорно-двигательные нарушения, неконтролируемую гипертензию, регулярные силовые тренировки (не менее одного раза в неделю), участие в соревновательных видах спорта.

2. Дизайн исследования Это будет рандомизированное двойное слепое контролируемое экспериментальное исследование. Исследование будет зарегистрировано на ClinicalTrials.gov. Вмешательство продлится четыре недели, три сеанса в неделю будут проводиться дома. Вмешательство будет варьироваться в зависимости от назначенной группы, причем все вмешательства будут проводиться параллельно в следующих группах: группа AO, группа NMES и группа AO-NMES. Назначение будет выполнено с помощью функции RAND() в Excel, которая генерировала случайные числа, которые затем использовались для равномерной сортировки и распределения субъектов. Во время каждого сеанса лечение будет длиться 30 минут и будет включать 10-минутную разминку, во время которой будет проводиться визуальное задание, и 20 минут фазы упражнений.

   До (ПРЕ) и после (ПОСЛЕ) периода вмешательства участники будут выполнять различные виды оценок (см. раздел Оценка).

3. Вмешательство 3.1. Визуальные стимулы

   Стимулы, показываемые участникам, будут меняться в зависимости от группы. В группе AO участники будут смотреть видео, показывающее различные инструментальные повседневные действия (IADLs), требующие значительного усилия, выполняемые верхними конечностями женщиной или мужчиной. IADLs будут включать выполнение следующих задач:

   • Перемещение коробки вперед или назад сидя на стуле
   • Подъем коробки на опору или опускание ее с опоры в положении стоя
   • Помещение коробки на полку или снятие ее с полки в положении стоя
   • Перемещение коробки слева направо или справа налево сидя на стуле
   • Перемещение сумки справа налево или слева направо в положении стоя
   • Помещение сумки на полку или снятие ее с полки в положении стоя
   • Удержание сумки в положении стоя Та же задача AO будет предложена группе AO-NMES. Участники группы NMES будут наблюдать меняющиеся пейзажи. Визуальные стимулы будут подаваться через планшет (Smartpad 9 Mediacom, Datamatic S.p.A, Милан, Италия), предоставленный участникам.

   3.2. Параметры NMES В первый день вмешательства участник получит медицинское устройство NMES (I-TECH PHYSIO, IACER srl, Скорце, Венеция, Италия) и получит инструкции по его использованию от исследователя, эксперта в области спортивной науки.

   Во время фазы разминки NMES будет установлен на частоте 50 Гц и длительности импульса 400 мкс, интенсивность на моторном пороге. Во время фазы упражнений участники группы AO получат фиктивное лечение NMES (f=5 Гц, t=100 мкс) на сенсорном пороге, известное как неэффективное для увеличения мышечной силы. В группах NMES и AO-NMES фаза упражнений будет проводиться на функциональном пороге (минимальная интенсивность, необходимая для полного сгибания руки) или на максимально переносимой интенсивности (f=100 Гц, t=400 мкс).

4. Оценки Экспериментальные оценки будут включать оценку силы, задачу оценки веса и дискриминацию веса во время задачи AO. Они будут проводиться в один день с соответствующими периодами отдыха между каждой оценкой. За неделю до оценки ПРЕ, в ознакомительном сеансе, участники пройдут оценку силы, ознакомление рекомендуется для пожилых людей.

Оценки будут проводиться двумя исследователями, экспертами в области спортивной науки, которые будут слепы к типу вмешательства, выполняемого участниками. Возможный вред будет регистрироваться несистематически на основе спонтанных отчетов участников в течение экспериментального периода.

4.1. Оценка силы Цель этого теста - оценить эффективность трех вмешательств в увеличении мышечной силы и мощности.

Сила хвата (кг) участников будет оцениваться с помощью динамометра KERN MAP (KERN & SOHN GmbH). Участники будут выполнять тест стоя, с приведенным плечом, выпрямленным локтем, нейтральным положением предплечья и запястья. От них потребуется сжать динамометр с максимальной силой. Среднее значение, полученное из трех повторений, будет учитываться для оценки силы хвата правой и левой руки. Средние значения между силой хвата левой и правой руки будут рассматриваться как параметр результата силы хвата.

Во время ознакомительного сеанса участники ознакомятся с изометрическим сгибанием и тестом жима лежа. Что касается первого теста, участники выполняют 10 субмаксимальных повторений и 3 максимальных повторения. Что касается второго теста, они выполняют два подхода по восемь-десять повторений с субмаксимальной нагрузкой в жиме лежа, затем два подхода по два повторения с максимальной скоростью с пустым грифом.

Во время оценки будет проводиться оценка максимальной изометрической силы бицепса (MIF, Н) с использованием датчика силы Chronojump (Chronojump, Барселона, Испания), прося участника выполнить сгибание в локте. Участники будут оцениваться из сидячего положения, держа гриф обеими супинированными руками, угол в локте примерно 90°. Гриф будет соединен с датчиком силы статической веревкой. Движение будет выполнено три раза с паузой в 1 минуту между каждым повторением. Участникам будет дана инструкция тянуть как можно сильнее, чтобы поддерживать сокращение не менее 2 с с вербальным поощрением. Попытка с наибольшим значением MIF будет считаться действительной. Перед оценкой будет проведена разминка, состоящая из одного подхода из пяти повторений с нагрузками 40-60% от воспринимаемой максимальной силы.

Тест жима лежа будет выполнен для оценки зависимости сила-скорость и оценки максимальной мощности. Тесту будет предшествовать разминка, состоящая из двух подходов по 10 повторений на машине Смита. Во время выполнения традиционного жима лежа участники будут останавливать гриф на груди на 2 секунды, а затем будут толкать гриф как можно быстрее до полного разгибания в локте. Начальная нагрузка будет установлена на 16 кг для мужчин и 12 кг для женщин. Нагрузка будет постоянно увеличиваться для выполнения 3-4 подходов, количество подходов, необходимое для получения адекватной оценки максимальной мощности, со скоростью выполнения в последнем подходе ниже 0,3 м·с⁻¹. Между каждым подходом будет применяться 3 минуты отдыха. Во время этого теста будет использоваться линейный датчик положения (Chronojump, Барселона, Испания). Один конец будет прикреплен к левой стороне грифа, а другой конец будет закреплен на полу. Максимальная мощность (MP) будет извлечена с помощью программного обеспечения Chronojump.

4.2. Задача оценки веса Цель этой оценки - проверить воспринимаемую тяжесть объекта в контексте повседневной жизни с гипотезой, что лечение AO-NMES окажет положительное влияние на проприоцептивную способность. Будет выполнена задача оценки веса. Участникам будет дана инструкция оценить вес коробки в килограммах. Коробка весом один килограмм будет использоваться для ознакомления с задачей. Участники будут поднимать коробку, расположенную перед ними на столе с ручками на уровне бедер, используя сгибание руки до достижения примерно 45° сгибания. Коробка, используемая во время задачи оценки веса, будет заполнена чугунными дисками, закрепленными для предотвращения движения, чтобы достичь веса 4 кг, 7 кг и 10 кг. Участникам не будет предоставлена информация о весах или количестве различных весов. Каждая коробка будет поднята 5 раз. Средние значения веса, сообщенные участником, и коэффициенты вариации будут рассматриваться как параметры результата вместе с ошибкой оценки, вычисленной как абсолютная разница между реальным и воспринимаемым весом.

4.3. Дискриминация веса во время задачи AO Цель этого теста - оценить способность участников различать вес объекта, перемещаемого другими, во время задачи наблюдения за действием. Гипотеза заключается в том, что, улучшая как силу, так и восприятие тяжести, эта усиленная способность перенесется на механизм моторного резонанса, тем самым помогая участникам точно оценивать вес объекта, перемещаемого другим человеком. Задача видео дискриминации веса описана в предыдущей статье нашей группы. Короче говоря, участникам придется различать вес двух коробок, перемещаемых в двух последовательных действиях, показанных в видео, указывая, какая коробка тяжелее. Одно из видео используется в качестве эталона. Вес внутри коробки в этом видео составляет 7 кг. В другом видео вес внутри коробки варьировался от 0 до 15 кг. Количество попыток составляет 112 (16 повторений для 7 весов коробки). Едва заметные различия (JND), полученные из психометрической функции, будут параметром результата.

4.4. Мониторинг соблюдения протокола Для мониторинга соблюдения участниками протокола исследователь будет звонить каждому участнику в конце каждой недели вмешательства, чтобы спросить, были ли завершены все запланированные сеансы за эту неделю. Сообщенное количество завершенных сеансов будет записано для поддержки интерпретации данных.