前頭前野反応を強化するための頭皮鍼治療同期デュアルタスク歩行

要約

このプロトコルは、頭皮鍼治療の標準化された手順を示しています 同期運動認知デュアルタスクと運動認知デュアルタスク。これは、統合された中国医学と西洋医学の新しく効果的な非薬物治療の臨床的探求のための重要な参照を提供することができます。

要約

研究によると、運動認知デュアルタスクは運動/認知機能を大幅に改善できることが示されています。しかし、運動認知デュアルタスクの治療効果はまだ限られています。デュアルタスクの性能をどのように向上させるかが、この問題を解決するための鍵となります。頭皮鍼治療は、頭皮の大脳皮質機能の対応する投影領域を鍼灸することにより、脳由来の疾患を治療するための伝統的な中国医学の非薬物介入方法です。頭皮鍼治療は、神経細胞の損傷や認知機能障害の改善に役立ち、中枢神経系疾患において神経保護機能を果たすことが研究で示されています。しかし、関連する研究では、運動認知のデュアルタスクと頭皮鍼治療の相乗的ゲイン効果について議論していません。したがって、このプロトコルは、頭皮鍼治療の標準化された操作を実証することを目的としています 同期運動認知デュアルタスクと運動認知デュアルタスク これら 2つのタスクの違いを健康な被験者で比較します 無作為化クロスオーバー試験を通じて。このプロトコルは、最初に頭皮の鍼治療の可能な影響メカニズムを明らかにしました 運動認知の二重タスクを同期させる 認知能力、歩行制御、および皮質脳機能、これは、新しいアイデアと理論的基礎を提供することができます 統合された中国医学と西洋医学の新しく効果的な非薬物治療の臨床的探求のための基礎。

概要

運動認知デュアルタスクとは、運動課題と認知課題の同期実行を指し、運動システムと認知システムの両方の同期参加を必要とします^1,2。研究によると、単一の運動課題/認知課題と比較して、運動認知二重課題は運動/認知機能を大幅に改善できることが示されています^3,4。Anson et ^al.5 は、20 人のパーキンソン病患者を 1 つのタスク グループ (歩行と認知トレーニングを順番に行う) とデュアルタスク グループ (歩行と認知トレーニングを同期させる) にランダムに分け、8 週間のリハビリテーション トレーニングを行いました。その結果、両群とも運動障害学会統一パーキンソン病評価尺度運動サブスケールのスコアを大幅に低下させることができることが示された。それでも、デュアルタスク群の減少は大きく、運動能力の改善は少なくとも4週間続く可能性があります。Shah et ^al.6 は、224 人の高齢者コミュニティ メンバーを、16 週間のリハビリテーション トレーニングのために、身体運動グループ、コンピューター認知トレーニング グループ、運動認知トレーニング グループ、および空白の対照グループに無作為に分けました。すべての被験者は、トレーニングの前後に陽電子放出型コンピューター断層撮影スキャンを受けました。その結果、他の3つのグループと比較して、運動認知トレーニンググループは言語記憶機能を改善し、左感覚運動皮質の脳グルコース代謝を有意に増加させることがわかりました。さらに、この脳領域における脳グルコース代謝の上昇は、言語記憶の改善と正の相関があり、運動認知トレーニングの特定の組み合わせが認知を改善し、脳グルコース代謝を増加させることができることを示唆しています。さらに、動きの面では、運動認知の二重タスクはバランス機能を改善し、転倒のリスクを減らすことができます^7,8。Amanda et ^al.9 は、21 人のパーキンソン病患者を 8 週間のリハビリテーション トレーニングのために、シングルタスクとデュアルタスクのグループに無作為に分けました。その結果、両群とも運動機能の臨床スコアを大幅に改善できることが示されましたが、転倒を60%も大幅に減少させたのはデュアルタスク群だけでした。

しかし、運動認知デュアルタスクは行動介入であり、臨床研究ではその治療効果が単一の運動タスク/認知タスクよりも優れていることが示されていますが、運動認知デュアルタスクの治療効果はまだ限られています。したがって、デュアルタスクのパフォーマンスを向上させることが、この問題を解決するための鍵となります。現在、関連する研究は、運動認知二重タスクに基づく組み合わせた中心的介入が運動認知二重タスクのパフォーマンスを改善できることを証明しています10,11,12,13。一般的な中心的介入には、経頭蓋直流刺激法(tDCS)および経頭蓋磁気刺激法(TMS)¹¹がある。ただし、tDCSまたはTMSは、運動認知デュアルタスクと同期して実行することはできません。これは、デュアルタスクの前後にのみ実行でき、器具は比較的高価であるため、臨床プロモーションは限られています。したがって、デュアルタスクのパフォーマンスを向上させるための鍵は、デュアルタスクと同期して実行でき、tDCSまたはTMSの組み合わせと同様の治療効果をリーズナブルな価格で持つ代替介入を見つけることです。この研究では、頭皮鍼治療はtDCSとある程度同様の即時効果があることがわかりました。Zhang et ^al.14 は、ワーキングメモリにおける tDCS と頭皮鍼治療の短期的なパフォーマンスの違いを調査し、44 人の大学生を無作為化クロスオーバー実験デザインに含めました。結果は、0バックタスクと1バックタスクへの介入前後のtDCSと頭皮鍼治療の精度(ACC)または応答時間に統計的な差を示さなかった。頭皮鍼治療の認知機能に対する治療効果は、tDCSの治療効果と類似していることが示唆されています。

頭皮鍼治療は、頭皮の大脳皮質機能の対応する投影領域を鍼灸することにより、脳由来の疾患を治療するための伝統的な中国医学の非薬物介入方法です。頭皮鍼治療は、世界保健機関(WHO)が推奨する脳卒中治療の一つであり、脳卒中後認知障害(PSCI)患者の認知機能を改善することが示されています¹⁵。研究によると、頭皮鍼治療は神経細胞の損傷と認知機能障害を改善し、中枢神経系疾患で神経保護機能を果たしていることが示されています¹⁶。Chen et ^al.15 は、PSCI 患者 56 人を治療群 (投薬に加えて頭皮鍼治療を受ける) または対照群 (投薬のみを受ける) に 4 週間ランダムに割り付けました。この研究の結果、薬物療法に加えて頭皮鍼治療を適用すると、薬物療法のみを受けた患者と比較して、認知機能が大幅に改善され、脳のヘモグロビンレベルが上昇することがわかりました。Xiong et ^al.17 は、脳卒中後の認知機能障害のある 70 人の患者を、頭皮鍼治療群 (頭皮鍼治療 + 認知トレーニング) と対照群 (偽頭皮鍼治療 + 認知トレーニング) に無作為に分け、12 週間のリハビリテーション トレーニングを行いました。その結果、頭皮鍼治療群のMini-Mental Status Exam(MMSE)、Loewenstein Occupational Therapy Cognitive Assessment(LOTCA)、Fugl-Meyer Assessment(FMA)のスコアは、対照群よりも有意に高かったことがわかり、頭皮鍼治療と認知トレーニングの併用が脳卒中患者の認知機能および運動機能を改善できることが示唆されました。

しかし、関連する研究では、運動認知のデュアルタスクと頭皮鍼治療の相乗的ゲイン効果について議論していません。したがって、このプロトコルは、頭皮の鍼治療の標準化された操作を実証するために、39人の健康な被験者を含めることを目的としています 同期運動認知デュアルタスクと運動認知デュアルタスク これら2つのタスクの違いを健康な被験者で比較します 無作為化クロスオーバー試験を通じて。Gaitrite 歩行分析システムと機能的近赤外分光法 (fNIRS) を利用して、頭皮の鍼治療が同期デュアル タスクに対する相乗的なゲイン効果を調査します。このプロトコルは、頭皮鍼治療の運動認知二重タスクの同期が歩行制御と皮質脳機能にどのように影響するかの背後にあるメカニズムを明らかにすることを目指しており、新しい効果的な非薬物療法の臨床的探求のための新しいアイデアと理論的基礎を提供します。

プロトコル

このプロジェクトは、広州医科大学第五附属病院の医療倫理協会によって承認されました(承認番号。KY01-2023-11-02) を 2023 年 12 月 5 日に公開しました。本試験は、2024年1月6日にChinese Clinical Trials Registry(登録番号:ChiCTR2400079574)に登録されました。すべての参加者は、インフォームド コンセント フォームに署名しました。

1. 採用

1. 選択基準
   1. 20〜35歳の健康な被験者を募集します。
   2. モントリオール認知評価(MoCA)で健康な被験者を募集する≥ 26¹⁸。
   3. 精神疾患の病歴のない健康な被験者を募集します。
   4. 失語症のない健康な被験者を募集します。
   5. 明らかな臓器機能障害のない健康な被験者を募集します。
   6. 自発的に署名されたインフォームドコンセントを持つ健康な被験者を募集します。
2. 除外基準
   1. 片麻痺、パーキンソン病、骨折、膝病変、下肢関節損傷など、歩行に影響を与える疾患のある被験者は除外します。
   2. 精神疾患または抗精神病薬の使用歴のある被験者を除外します。
   3. 妊娠中や授乳中の女性は除外します。

2. ベースライン情報の収集

1. 被験者を健康なグループ1(n = 19)と健康なグループ2(n = 20)にランダムに分けます。
2. 性別、年齢、身長、体重、両側の脚の長さ、MoCA スコアなど、両方のグループのベースライン特性データを収集します。

3. 介入ステージ

注:実験の円滑な実施と品質を確保するために、関連する実験手順、目的、および注意事項を被験者に通知してください。

1. 健康なグループ1
   1. 運動認知デュアルタスク
      1. 被験者に歩道の始点に立って、コンピューターと研究者の指示を聞くように依頼します。
         注:歩道はGaitrite歩行分析システムからのものです。このシステムは、Windows XP コンピュータのシリアルポートに接続する長さ 4.6 m の電子歩道です。歩道の厚さは1/8インチで、薄いビニール製のトップカバーとゴム製の底部の間に16,128個のセンサーが挟まれており、有効センサー面積は幅0.61m、長さ3.66mです。歩道は持ち運び可能で、実験が終わったら巻き上げることができるため、スペースを節約できます。
      2. コンピューターから「スタンド」プロンプトが聞こえるときは、被験者を立ったままにします。このプロセスは30秒間続きます。
      3. 被験者が研究者から「乱数-7」を聞いたとき、被験者が自然で快適なペースで歩道を歩くようにさせ、「乱数」から7を連続的に引いた結果を口述します(たとえば、研究者が「385-7」と言うと、被験者は「385マイナス7は378に等しく、別のマイナス7は371に等しく、別のマイナス7は364に等しい」と答えます。 など)。このプロセスは30秒間続きます。認知タスクの結果を記録し、計算の総数、正しい数、およびACCを計算します。
         注: 乱数は任意の整数 >300 です。
      4. コンピューターから「歩き続ける」と聞こえたら、被験者がカウントを停止し、30秒間歩き続けます。
      5. 3.1.1.3-3.1.1.4を繰り返して、「乱数-7」の認知タスクを3回完了します。
      6. 「終了」が聞こえたら、被験者の歩行を止めます。実験は終わりました。
   2. 頭皮鍼治療、運動と認知の二重課題を同期させる
      注: 「頭皮鍼治療同期運動認知デュアル タスク」は、1 週間のウォッシュアウト後に実行されます。「運動認知デュアルタスク」と「頭皮鍼治療同期運動認知デュアルタスク」は、1週間のウォッシュアウト期間を挟んで別々に実施しました。この実験は、同じ個人が異なる段階で異なる介入を受けた無作為化クロスオーバー試験でした。ウォッシュアウト期間は、最初の段階の影響が完全に消えた後の治療の第2段階です。ウォッシュアウト期間は、第1段階の治療効果が第2段階に影響を与えるのを防ぎ、実験結果をより正確にします。
      1. Baihui¹⁹、Shenting²⁰、およびSishencong²¹ を主要なツボとして選択します(図1)。
         注:白慧と沈亭のツボは重要な子午線であり、Sishenkongは並外れたポイントに属しています。これらのポイントでの鍼治療は、体の「陽」を調整し、脳を目覚めさせ、精神を落ち着かせ、認知機能を改善することができます19,20,21。Baihui Pointは、頭の生え際の中央に位置し、まっすぐに5インチ(16.7 cm)、2つの耳の先端の間の接続の中間点、頭の中央線と両側の耳の先端との間の交点です。白輝ポイントでの鍼治療は、記憶喪失、めまい、頭痛、動悸、およびその他の症状を改善することができます¹⁹。Shenting Pointは、頭のヘアラインの中央0.5インチ(1.7 cm)に位置し、頭の中央線、フロントヘアラインの中点から1.7 cm上にあります。シェンティングポイントでの鍼治療は、頭痛、めまい、不眠症、鼻の深さ、鼻炎、てんかん、記憶喪失、統合失調症、およびその他の症状の治療に使用できます²⁰。Sishenkongは、頭のてっぺんにあるBaihui Pointの前後左右1インチ(3.3 cm)にある4つのツボのグループで、合計4つのツボがあります。各ポイントはバイフイポイントの周りに配置されており、各ポイントはバイフイポイントから約1インチ(3.3 cm)離れています。Sishenkongの鍼治療は、頭痛、不眠症、めまい、神経衰弱、物忘れ、およびその他の症状を治療するために使用できます²¹。
      2. ツボの皮膚をアルコールで消毒し、中心から外側に向かって円を描くように消毒します。
      3. 1.5インチ(5 cm)の針を取り、キャップ腱膜の下の皮膚から15°の位置に置きます。針を1インチ(3.3 cm)の深さまで挿入し、「Deqi」に1分間ひねり、針を離れます。
         注:シェンティン、フロントシェンコン、バイフイが頭皮に入ると、針の先端が前方になり、左右のシェンコンと背面のシェンコンの先端がバイフイに向けられます。フォローアップ手順は、3.1.1.1-3.1.1.6と同じです。「デキ」とは、「気」や「生命エネルギー」の流れと解釈される独特の複合感覚です。「Deqi」は、痛み、痛み、腫れ、重さ、暖かさ、鈍い痛み、しびれなどとして現れることがあります²²。
2. 健康なグループ2
   注: 健康なグループ 2 の介入順序は、健康なグループ 1 の介入順序とは逆でした。
   1. 頭皮鍼治療、運動と認知の二重課題を同期させる
      1. ステップ 3.1.2 で説明されている実験手順を実行します。
   2. 運動認知デュアルタスク
      1. ステップ 3.1.1 で説明されている実験手順を実行します。

4. 評価

1. 歩行分析システム
   研究者は、Gaitriteの動作原理、適用範囲、被験者の要件、実験操作仕様などの機器の操作スキルを事前に習得していることを確認し、歩行中の被験者の安全を確保し、転倒のリスクを防ぐなどの注意事項に精通しています。
   1. 課題の準備
      1. 被験者に適した実験服を準備し、歩行パラメータの収集に干渉を避けるために、パンツの脚を被験者の足首関節の上に折ります。
      2. 被験者の左右の脚の長さを測定します。
         注:被験者は足を肩幅に開いて立ち、被験者の左または右の脚のローターと地面との間の垂直距離を脚の長さとして取ります。
      3. 被験者に歩道の始点に立って、コンピューターと研究者の指示を聞くように依頼します。
   2. ソフトウェア操作
      1. ソフトウェア Gaitriteを開き、 をクリックします 新しい件名 ボタンをクリックして、主題の基本情報(名前、性別、年齢、身長、体重、左右の脚の長さ)を入力します。
      2. 「 新規テスト 」ボタンをクリックして、テストタスクを作成します。
   3. 歩行パラメータの取得
      1. 被験者に歩道の始点に立ってもらい、実験がどのように進行するかを説明してもらいます。
         注:被験者は歩道の片側から反対側まで歩く必要があり、試行錯誤として始点と終点は歩道の外側にある必要があります。合計3〜4回のトライアルを実施します。
      2. [歩行開始] ボタンをクリックして、歩行データ収集を同期します。
         注:各トライアルを開始する前に、 Start Walk ボタンを押す必要があります。「運動認知デュアルタスク」と「頭皮鍼治療同期運動認知デュアルタスク」中の被験者の歩行データをそれぞれ収集しました。特定の歩行データには、歩行時間、ステップ時間、ステップ長、ステップ/四肢、Cycle_Time、ストライド長、ヒール-ヒールベースサポート、つま先の角度、ストライド速度、ストライド速度、左:右足のステップ時間比、左:右足のステップ時間比、左:右足のサイクル時間比、機能的なAMBプロファイル、脚の長さを使用して正規化された速度、サイクルのスイングパーセント、 スイング時間、Swing_Time、サイクルのスタンスパーセント、スタンス時間、サイクルのシングルサポートパーセント、シングルサポート時間、サイクルのダブルサポートパーセント、ダブルサポート時間、ヒールオフオン時間、ヒールオフオンパーセント、ダブルサポート負荷時間、ダブルサポート負荷パーセント歩行サイクル、ダブルサポートアンロード時間、ダブルサポートアンロードパーセント歩行サイクル。
      3. 「 保存 」ボタンをクリックして、データを保存します。各被験者には、2 つの歩行タスクの歩行データがあります。
2. fNIRS脳機能評価の同期化
   1. 関心領域の選択
      1. 10-20システムに従ってソースと検出器を設定します。合計10個のソースと12個の検出器を配置します。両側背外側前頭前野 (DLPFC)、背外側プロモーター皮質 (PMC)、背外側一次運動野 (M1) を含む 6 つの関心領域 (ROI) を監視するようにプロトコルを設定します。
         注:DLPFCは、主に認知的、感情的、および感覚的な処理を担当しています。PMCにはモーションプランニングが含まれます。M1は移動実行^23,24,25,26を担当しています。
   2. 研究者の準備
      1. 研究者がfNIRS機器の操作スキルを習得するための訓練を受け、正確で真のデータ収集結果を確保するための実験操作手順と予防措置に精通していることを確認してください。
   3. 課題の準備
      1. 被写体にはfNIRSキャップを着用してください。
      2. Cz ポイントが正しく配置されていることを確認します。
         注:fNIRSキャップのCzポイントは、額から後頭葉までのキャップの正中線上の4番目のポイントにあります。被験者の頭部のCz点は、鼻根と後頭突起の交点、上耳窩(耳円錐)の交点に位置しています。
      3. fNIRSキャップの位置を調整して、被験者の頭のCzポイントがキャップのCzポイントと一致するようにします。
      4. 被験者の頭蓋骨のサイズに合わせて、イヤーキャップの両側のストラップを締めて、被験者の耳が隙間から突き出るようにします。
      5. 携帯用のfNIRSバックパックを被験者に装着し、バックパックが被験者の通常の歩行に影響を与えないことを確認します。
      6. 被験者がタスクの準備ができたら、fNIRSバックパックの電源ボタンをオンにします。
      7. 被験者に歩道の始点に立って、コンピューターと研究者の話を聞いてもらいます。
   4. ソフトウェアの準備
      1. Nirsmartソフトウェアを開き、実験パラダイムを選択し、被験者情報と備考(名前、性別、年齢、タスクタイプ)を入力します。
      2. Pre-acquisitionをクリックして、すべての脳チャネルの信号源品質をテストします。信号源の品質が最適でないとします (脳領域のチャネルは、信号源の品質が最適であることを示すために緑色でマークされています)。その場合は、被写体の髪の毛をヘアストリンガーで押しのけて調整してください。
      3. 「Automatic Gain」ボタンをクリックすると、すべてのブレインチャンネルの信号源品質が最適な場合に集録が完了します。
   5. fNIRS脳機能データ取得
      1. 被験者に歩道の始点に立ってもらいます。fNIRS のスタート ボタンをクリックすることで、脳機能データを同期的に収集します。
         注:fNIRSの脳機能は、データ取得のためのGaitrite歩行分析システムと同期しています。これらのシステムは両方とも、被験者がセクション3で述べたタスクを実行するときに同時に使用されます。
      2. 実験が終了したら、 fNIRSのEnd ボタンをクリックしてデータを保存します。

5. 統計分析

1. 統計分析ソフトウェアを使用して、すべてのデータを分析します。Kolmogorov-Smirnovによる測定データの正規性を検定します。正規分布のデータを平均±標準偏差として表し、非正規分布のデータを中央値 (四分位距離) として表します。
2. 正規分布に一致するデータについては、対応のあるサンプルのT検定を使用して、2つの介入方法が結果に与える影響を比較します。
3. 正規分布に適合しないデータを、順位和検定を使用して比較します。χ² 検定を使用して、データの採用率または構成比を比較します。 0.05 を統計的に有意であると考えます。

結果

このプロトコルは、無作為化制御クロスオーバーデザインを使用し、14人の男性と25人の女性を含む20〜35歳の39人の健康な被験者を募集しました。これらの参加者は、健康グループ1(n = 19)と健康グループ2(n = 20)に無作為に割り当てられました。両群のベースラインデータが収集されました(表1)。性別、年齢、身長、体重、左右の脚の長さ、MoCA評価スコア(?...

ディスカッション

以前の研究では、頭皮の鍼治療と運動認知の二重課題を組み合わせたものは見られませんでした。このプロトコルでは、頭皮の鍼治療と組み合わせた同期運動認知デュアルタスクの相乗的ゲイン効果を調査しました。頭皮鍼治療の同期運動認知デュアルタスクと運動認知デュアルタスクの治療上の違いを調べました。頭皮鍼治療は、このプロトコルの重要な技術です...

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Disposable acupuncture needles	Huan Qiu, China	N/A	Scalp acupuncture
GAITRite	CIR Systems Inc, America	https://www.gaitrite.com/	Gaitrite gait analysis system
NirSmart-500	Hui Chuang, China	N/A	fNIRS