Эксперимент с использованием функциональной ближней инфракрасной спектроскопии и роботизированных многосуставных точечных движений нижней конечности

В этом исследовании мы стремимся изучить возможность экспериментального протокола, включающего движения нижней конечности, прикрепленной к роботизированному устройству, и одновременный сбор данных функциональной спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона, fNIRS. Лишь немногие исследования использовали fNIRS для изучения активации мозга при инсульте, восстановлении моторики и движениях нижних конечностей, уделяя основное внимание действиям в отдельных суставах, ходьбе или езде на велосипеде. Наше исследование является пионером в изучении многосуставной тренировки нижних конечностей для целевой реабилитации.

Функциональная спектроскопия ближнего инфракрасного диапазона, fNIRS, эффективно измеряет временные изменения оксигенации крови мозга, служащие косвенным индикатором активности мозга, по отношению к функциональным сигналам МРТ. В отличие от фМРТ, fNIRS совместим с роботизированным оборудованием, портативн и более устойчив к артефактам движения. Есть две основные проблемы.

Первый заключается в синхронизации движений роботизированного устройства с данными fNIRS. Во-вторых, получить достаточно данных для достижения статистической мощности, чтобы обнаружить гемодинамические изменения всего за шесть минут. Наше исследование подтвердило осуществимость протокола и дало ожидаемые результаты.

В вспомогательном состоянии только у двух испытуемых наблюдалась значительная активация мозга. Самостоятельные упражнения, требующие больших усилий, показали большее изменение концентрации HbO, чем ассистированные, с заметными различиями в контралатеральной ПМК.