Kombinerad tDCS och tryckluftskompression för återhämtning efter ett 10K-lopp

Syftet med denna studie är att undersöka effekterna av kombinerad transkraniell likströmssimulering (tDCS) och pneumatisk kompression (PC) på återhämtningen hos erfarna manliga löpare efter ett 10-kilometerslopp. Studien syftar också till att undersöka om dessa interventioner kan förkorta återhämtningstiden och förhindra prestationsförsämring efter långvarig och intensiv träning.

Denna studie kommer att genomföras som en randomiserad, kontrollerad, korsad prövning med en blandad experimentell design. Varje deltagare kommer att genomgå fyra olika återhämtningsprotokoll i slumpmässig ordning, med en veckas intervall mellan sessionerna. Randomisering kommer att utföras med Research Randomizer, där deltagarna tilldelas en av fyra sekvenser (t.ex. B-A-D-C). Deltagarna kommer endast att identifieras med numeriska koder för att säkerställa blindning och upprätthålla konfidentialitet. Varje deltagare kommer att uppleva alla protokoll, vilket möjliggör jämförelser inom samma individ och minimerar bias relaterad till ordning.

De fyra återhämtningsprotokollen är:

(A) tDCS-grupp: endast transkraniell likströmssimulering (B) PC-grupp: endast pneumatisk kompression (PC) (C) tDCS + PC-grupp: samtidig tillämpning av både tDCS och PC (D) Kontrollgrupp: passiv vila utan intervention

tDCS- och PC-interventionerna representerar de oberoende variablerna, medan beroende variabler inkluderar Well-being Questionnaire (WBQ), Total Quality Recovery (TQR), hjärtfrekvensvariabilitet (HRV), prestation på Stroop-testet, vertikalt hopphöjd och maximal frivillig isometrisk kontraktion (MVIC) med elektromyografi (EMG)-inspelningar.

Deltagarna kommer att vara 35 manliga långdistanslöpare i mastersklassen, ålder 40–55 år, bosatta i Bursa, Turkiet, med minst fem års konsekvent träning. Deltagarna kommer att träna fem dagar i veckan i cirka 90 minuter per dag och måste uppfylla aeroba fitnesskriterier fastställda av American College of Sports Medicine, inklusive slutförande av ett officiellt 10-kilometerslopp under 50 minuter inom de senaste sex månaderna och upprätthållande av en veckovis löpvolym på 60–80 kilometer. Frivilliga kommer att rekryteras från det lokala långdistanslöpningssamhället som är bekant för huvudforskaren, Hilal Oruç Kaya.

Deltagare kommer att uteslutas om de har använt regelbundna läkemedel under de senaste sex månaderna; konsumerat stimulantia, koffein eller alkohol inom 24 timmar före testning; röker; har upplevt muskuloskeletala skador under de senaste sex månaderna; för närvarande genomgår fysioterapi; eller har neurologiska tillstånd som epilepsi eller en historia av kramper, eller har kardiella, hjärn- eller andra elektroniska implantat. Ytterligare uteslutningskriterier inkluderar öppna sår eller dermatologiska tillstånd på huvudet, cirkulationsstörningar som djup ventrombos, perifer artärsjukdom, svåra åderbråck, eller tidigare exponering för tDCS- eller PC-interventioner. Deltagare kan frivilligt dra sig tillbaka, utebli från sessioner, eller avlägsnas om kardiovaskulära, neurologiska eller ortopediska komplikationer uppstår under träning eller interventioner, eller om de upplever överdriven obehag eller biverkningar från tDCS- eller PC-procedurerna. Skriftligt informerat samtycke kommer att erhållas efter att deltagarna har informerats om studiens syfte, procedurer, potentiella risker och fördelar.

Urvalsstorleken beräknades med G*Power version 3.1.9.7 för upprepade mätningar av variansanalys med interaktion inom-mellan, med antagande om en effektstorlek på f = 0,30, en alfavärde på 0,05 och en statistisk styrka på 0,80, vilket resulterade i en erforderlig urvalsstorlek på 28 deltagare. För att ta hänsyn till potentiella avhopp kommer totalt 35 deltagare att rekryteras.

Screenings- och bekantskapssession

Deltagarna kommer att genomgå antropometriska mätningar (kroppsmassa, kroppsfettprocent och längd) med en Tanita BC 418 MA kroppssammansättningsanalysator och en Seca-stadiometer. Fysisk kondition kommer att utvärderas med ett 12-minuters Cooper-test genomfört på en 400-meters utomhusbana under kontrollerade miljöförhållanden (temperatur 20–24°C, relativ luftfuktighet 50–70%, vindhastighet ≤10 km/h). En standardiserad 20-minuters uppvärmning, inklusive joggning, accelerationer, hopp och stretchingövningar, kommer att föregå testet. Distanser kommer att registreras med en Polar V3 global positioning system (GPS)-klocka.

Deltagarna kommer också att slutföra en bekantskapssession med 10-kilometerslöpningsbanan, tDCS- och PC-enheter, Stroop-testet, MVIC-procedurer och vertikala hoppbedömningar för att säkerställa förståelse för alla studieprocedurer.

Experimentella sessioner

Före-löpningsmätningar (T1): Deltagarna kommer att slutföra Well-being Questionnaire (WBQ) och Total Quality Recovery (TQR)-skalor. Hjärtfrekvens (HR) och hjärtfrekvensvariabilitet (HRV) kommer att registreras i 10 minuter med en Polar V3 GPS-klocka och en H10 hjärtfrekvensmonitor. Kognitiv prestation kommer att bedömas med Stroop-testet, vertikal hopphöjd kommer att mätas, och MVIC för quadriceps-musklerna kommer att registreras med elektromyografi (EMG).

10-Kilometerslopp: Deltagarna kommer att slutföra ett 10-kilometerslopp med 75% träningsintensitet beräknad med Karvonen-formeln. Träningsintensiteten kommer att övervakas med GPS- och HR-data. Upplevd ansträngning kommer att bedömas med Borgs 20-punkts skala för upplevd ansträngning vid 5-kilometersmärket och omedelbart efter slutförandet av loppet.

Efter-löpningsmätningar (T2): Alla mätningar som erhölls vid T1 kommer att upprepas omedelbart efter 10-kilometersloppet.

Interventioner

Deltagarna kommer att slumpmässigt tilldelas ett av de fyra återhämtningsprotokollen:

tDCS: 20 minuter av 2 mA-stimulering applicerad på F3- och F4-regionerna i dorsolateral prefrontalcortex i en halvliggande position med Brain Premier-enheten

PC: 20 minuter av sekventiell pneumatisk kompression applicerad på nedre extremiteterna med Normatec pneumatisk kompressionssystem, med kompressions tryck justerbart mellan 20 och 100 mmHg, enligt standardiserade tryck- och tidsprotokoll

tDCS + PC: samtidig tillämpning av båda interventionerna i 20 minuter

Kontroll: passiv vila i en halvliggande position i 20 minuter

Deltagare i tDCS-villkoren kommer att rapportera sensationer och upplevd intensitet av stimulering (t.ex. klåda, brännande, obehag) med ett strukturerat formulär.

Post-interventionsmätningar (T3): Alla mätningar som erhölls vid T1 kommer att upprepas omedelbart efter interventionen.

Utfallsmått

Subjektiva återhämtningsmått: Well-being Questionnaire (WBQ) och Total Quality Recovery (TQR)

Autonoma mått: hjärtfrekvensvariabilitet (HRV) och GPS-hämtad data

Kognitiv prestation bedömd med Stroop-testet

Vertikal hopphöjd bedömd med My Jump-applikationen

MVIC för quadriceps-musklerna registrerad med elektromyografi (EMG) enligt Surface Electromyography for the Non-Invasive Assessment of Muscles (SENIAM)-riktlinjer

Statistisk analys

Data kommer att analyseras med IBM SPSS Statistics version 29. Normalitet kommer att bedömas med Shapiro-Wilk-testet, homogenitet av varianser med Levenes test, och sfäricitet med Mauchlys test. En tvåvägs upprepad mätning av variansanalys (4 Tid × 4 Tillstånd) kommer att användas för att utvärdera interaktionseffekter, med Bonferroni-justerade post hoc-jämförelser tillämpade när lämpligt. Effektstorlekar kommer att rapporteras med partiell eta kvadrat (ηp²), med värden >0,01 betraktade som små, >0,06 som medelstora och >0,14 som stora. Statistisk signifikans kommer att sättas till p < 0,05.