Gånganpassning och biofeedback för cerebral pares

Tidigare forskning har visat att barn med cerebral pares (CP) använder förenklade motoriska kontrollstrategier jämfört med icke-handikappade (ND) jämnåriga, och att dessa skillnader i motorisk kontroll är förknippade med gångfunktion. Även om vi kan kvantifiera motorisk kontroll under aktiviteter som att gå, är de processer genom vilka ett barn med CP anpassar sig och lär sig nya rörelsemönster dåligt förstådda.

Denna forskning kommer att använda två paradigm för att utvärdera anpassning och motorisk inlärning hos barn med CP: att gå på ett löpband med delat bälte och svara på multimodal biofeedback. Att gå på ett löpband med delat bälte, som har två bälten inställda i olika hastigheter för att inducera asymmetri under gång, har ofta använts för att utvärdera anpassning i andra kliniska populationer. Att svara på multimodal feedback kan också användas för att utvärdera en individs förmåga att anpassa sitt gångmönster. Denna forskning kommer att använda ett multimodalt återkopplingssystem i realtid som är inriktat på plantarflexoraktivitet, en nyckelmuskelgrupp som ofta är nedsatt vid CP. Sensorimotorisk feedback kommer att ges med hjälp av en lätt, kroppsburen robotenhet som ger adaptivt fotledsmotstånd och steg-för-steg audiovisuell feedback kommer att tillhandahållas baserat på muskelaktivitet från plantarflexorerna med hjälp av en visuell display och hörbar ton. Denna forskning kommer att kvantifiera anpassningshastigheten (t.ex. förändring i soleusaktivitet eller steglängdssymmetri) som svar på dessa störningar och observera effekten av upprepad träning på gångfunktionen (t.ex. förändring i gånghastighet). De specifika målen är att:

Mål-1: Kvantifiera anpassningshastigheter hos barn med CP. Vi kommer att kvantifiera anpassningshastigheten som svar på tre störningsexperiment: gång på löpband med delat bälte, sensorimotorisk feedback och audiovisuell feedback. De primära hypoteserna är att barn med CP kommer att uppvisa minskade anpassningshastigheter jämfört med ND-kamrater, och att anpassningshastigheter kommer att vara associerade med funktion (Gross Motor Function Measure, GMFM-66).

Mål-2: Bestäm om anpassningshastigheten ändras som svar på upprepad feedbackträning. Barn med CP kommer att randomiseras i tre grupper: sensorimotorisk feedback, audiovisuell feedback och sensorimotorisk och audiovisuell feedback. Varje grupp kommer att genomgå sex veckors träning (20 min, 2x/vecka). Den primära hypotesen är att anpassningshastigheten kommer att öka vid upprepad exponering för feedbackträning.

Mål-3: Avgöra om gångfunktionen förbättras efter upprepad träning. Ganganalys kommer att utföras vid uppföljningen för att utvärdera om feedbackträning inducerade motorisk inlärning och förbättrad gångfunktion. De primära hypoteserna är att träning kommer att förbättra muskler, leder och hela kroppens prestation, med de största förbättringarna från kombinerad sensorimotorisk och audiovisuell feedback.