强化神经肌肉训练的神经塑性机制
研究概览
详细说明
前交叉韧带 (ACL) 损伤是一种常见且使人衰弱的膝关节损伤，每年影响超过 350,000 名儿童或年轻人，大大减少了他们过上积极健康生活的机会。 每年的直接成本超过 130 亿美元，长期间接成本远远超过该数字，因为 ACL 损伤还与损伤后几年内致残性骨关节炎的加速发展有关。 国家骨关节炎公共卫生议程建议扩大和完善基于证据的 ACL 损伤预防，以减轻这一负担。 研究人员已经确定了可预测年轻女运动员 ACL 损伤的可改变风险因素。 这种神经肌肉训练针对这些因素并显示出对高风险运动员的统计功效，但将低风险力学有意义地转移到运动场上是有限的，因为目前的方法尚未降低年轻女运动员的全国 ACL 损伤率。 关键差距在于如何针对允许将降低风险的运动控制策略从干预转移到运动场的机制。 最终使这种转移成为可能的机制是神经的，但迄今为止，以神经肌肉控制为重点的伤害预防训练尚未利用神经结果。 研究人员发表了关于与损伤和神经肌肉训练相关的神经可塑性的新初步数据，证明了捕捉这些神经结果的熟练程度以及未来针对这些神经机制以提高运动转移率的能力。 数据支持该提案的中心假设，即增加感觉、视觉和运动计划活动以提高运动皮层效率是适应转移到现实场景的神经机制。 针对神经机制以增加从诊所到世界的降低风险的运动转移的能力可以彻底改变 ACL 损伤预防。 这种创新策略的变革性积极影响将加强生物反馈的传递，以优化训练并增加运动转移的潜力。 这一贡献对于预防年轻女性的 ACL 损伤和相关的长期后遗症具有重要意义。 这种通过针对神经肌肉适应和转移的神经机制来加强 ACL 损伤预防的独特机会将减少导致昂贵和长期致残性骨关节炎的损伤的发生率。
家长研究“在虚拟现实中评估伤害预防的实时感觉运动反馈”的参与者将有资格参与这项研究。 在家长研究中，参与者被随机分配接受增强神经肌肉训练 (aNMT) 或假生物反馈训练。 登记的参与者将在学习培训计划前后完成 MRI 测试。 整个 MRI 协议将包括高分辨率 T1 加权 3D 图像、61 方向扩散张量成像序列、静息状态功能磁共振成像 (fMRI) 和基于任务的 fMRI。 fMRI 任务将侧重于运动功能，参与者将被要求完成下肢运动，包括膝关节屈曲和伸展以及髋关节和膝关节屈曲和伸展。
研究类型
注册 (实际的)
阶段
- 不适用
联系人和位置
学习地点
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Georgia
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Flowery Branch、Georgia、美国、30542
- Emory Healthcare Sports Performance And Research Center (SPARC)
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Ohio
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Cincinnati、Ohio、美国、45229
- Cincinnati Childrens Hospital Medical Center (CCHMC)
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参与标准
资格标准
适合学习的年龄
接受健康志愿者
描述
纳入标准：
- 参加了家长研究“在虚拟现实中评估伤害预防的实时感觉运动反馈”
排除标准：
- MRI 扫描的禁忌症
学习计划
研究是如何设计的？
设计细节
- 主要用途：预防
- 分配：随机化
- 介入模型：并行分配
- 屏蔽：三倍
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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实验性的：aNMT 生物反馈
参与者随机接受包含生物反馈训练的神经肌肉训练干预。
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aNMT 生物反馈是通过实时计算运动员自身动作的运动学和动力学数据而创建的。
这些值决定了运动员在运动过程中通过增强现实 (AR) 眼镜看到的刺激形状的实时变化。
运动员的任务是移动以创建（“动画”）特定的刺激形状，该形状对应于干预所针对的生物力学参数的期望值。
aNMT 生物反馈发生在神经肌肉训练期间。
神经肌肉训练是一项为期 6 周、共 18 节的季前训练计划。
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假比较器：假生物反馈
参与者随机接受神经肌肉训练干预和假反馈训练。
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假生物反馈为运动员提供了与 NMT 生物反馈类似的现象学体验——两组人都会体验到随着他们的运动而变化的形状——但假生物反馈不会提供有用的信息来修改关键运动阶段的运动参数。
假生物反馈发生在神经肌肉训练期间。
神经肌肉训练是一项为期 6 周、共 18 节的季前训练计划。
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研究衡量的是什么？
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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抗损伤运动模式获取的神经机制
大体时间：基线（训练前测试），第 7 周（训练后测试）
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在基于任务的功能磁共振成像中测量感觉运动大脑活动（%血氧水平依赖性（BOLD）膝关节感觉运动网络区域在每个相应时间点的休息和运动块之间相对于基线的信号变化——确定某种情况下大脑活动的标准测量是与休息对比以消除混杂因素，使数据可以跨条件和个人进行解释），并且与在干预前后标准实验室着陆评估期间着陆任务期间捕获的膝关节生物力学（膝关节矢状面和额状平面角度和力矩）相关。
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基线（训练前测试），第 7 周（训练后测试）
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着陆任务期间膝关节生物力学
大体时间：基线（训练前测试），第 7 周（训练后测试）
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在干预前后报告了在标准实验室着陆任务评估过程中捕获的膝关节生物力学（膝关节角度）。
膝角度是指跳伞落地时膝关节最大屈曲角度。
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基线（训练前测试），第 7 周（训练后测试）
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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将抗损伤运动模式转移到 VR 模拟运动的神经机制
大体时间：基线（训练前测试），第 7 周（训练后测试）
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基于任务的 fMRI 期间的感觉运动大脑活动（% 血氧水平依赖性 (BOLD) 膝盖感觉运动网络区域在每个相应时间点的休息和移动块之间相对于基线的信号变化 - 确定某种情况下大脑活动的标准措施是对比进行评估并与 VR 模拟运动期间测量的生物力学运动模式（膝盖角度）进行比较。
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基线（训练前测试），第 7 周（训练后测试）
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VR 模拟运动期间的膝关节生物力学
大体时间：基线（训练前测试），第 7 周（训练后测试）
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在干预前后的 VR 模拟运动中测量生物力学运动模式（膝关节角度）。
膝盖角度是在特定运动着陆任务期间膝盖弯曲的峰值角度。
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基线（训练前测试），第 7 周（训练后测试）
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员：Gregory D Myer, PhD、Emory University
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (实际的)
初级完成 (实际的)
研究完成 (实际的)
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (实际的)
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
更多信息
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