十一个慢性中风患者参与研究(见表 1人口统计)。这是一个精心挑选的同质样本,因为这些人参加了之前的不干涉研究实验室。这些个体被选中,因为经颅磁stimulaion (TMS)诱导运动诱发电位(议员)可以诱导他们轻瘫的腿部肌肉,并演示了5度或更多的活跃轻瘫的踝关节背屈执行我们的tDCS-enhanced脚踝运动任务所必需的。此外,参与者可以独立行走(有或没有一个辅助设备)至少10分钟,则需要完全参与HIITT。参与者没有禁忌症经颅磁刺激,如金属植入物的头部区域,癫痫发作史,植入心脏起搏器,药物改变中枢神经系统的兴奋性。迷你精神状态检查(MMSE)被用来评估认知障碍,和那些不到24分(30)被排除在外。所有的参与者签署书面知情同意制度审查委员会批准的形式在芝加哥伊利诺伊大学的。

每个参与两个跑步机训练,HIITT独自e-tDCS + HIITT,相隔一个星期的会议和pseudorandomized避免顺序效应。并在每个会话之前,地上10米的两个试验参与者执行快走测试(使用他们走援助,例如,甘蔗脚和脚踝矫正法如果需要的话)。基线(前)和岗位培训corticomotor兴奋性措施获得助教肌肉双边使用单脉冲经颅磁刺激。e-tDCS + HIITT会话期间,参与者收到了阳极的tDCS的跑步机训练之前进行下肢M1。在阳极的tDCS,参与者visuomotor跟踪任务的执行与轻瘫的脚踝在接收tDCS 15分钟。为了匹配e-tDCS + HIITT会话持续时间与HIITT只有会话参与者在后者被要求保持安静地坐在前15分钟跑步机训练。血压(BP)和心率(HR)监测在tDCS的十五分钟,十五分钟的休息。没有注意到英国石油公司和人力资源上的差异在这坐着会议。

肌肉活动记录双边使用表面从助教Ag / AgCl电极(美国马主任Delsys Bagnoli 8)放在标准后肌肉的腹部皮肤准备。地面电极放置在C7神经突。两个最大的自愿等距收缩(MVIC)获得的每一块肌肉参与者坐在椅子上,膝盖弯曲到90°和脚踝在中立的立场和稳定的金属栏放置坚定和舒适的脚,固定在一个木板,防止足部的运动。预处理和岗位经颅磁刺激措施,而参与者产生了相应目标EMG收缩10% MVIC每个肌肉。肌电图数据采样在2000赫兹,获得1000,带通滤波(10 - 500赫兹)。Spike2软件(英国剑桥电子设计,剑桥)是用于收集肌电图数据。

单脉冲经颅磁刺激在0.25赫兹于200年交付使用Magstim刺激器(Magstim,德维得,威尔士,英国)通过面向双锥盘管(直径110毫米)的诱导经历在皮层电流。Spike2软件被用来触发触发脉冲的刺激和记录。经颅磁刺激是用于生成议员与线圈定位侧TA肌肉被测试(nonparetic TA是第一个测试)。严格安装亚麻布盖放置在参与者的头和顶点的位置(交叉线连接nasion-inion和两个耳毛)是显而易见的。经颅磁刺激线圈放置在帽的顶点,然后系统地确定每一块肌肉的热点。热点的位置为每个助教是标志帽和位置检查期间被实验者不断收集数据,以确保线圈是在相同的位置。经颅磁刺激期间,参加者有视觉反馈的肌肉活动和要求保持紧张性收缩的助教占MVIC的10%。活跃的运动阈值(AMT)确定的刺激强度导致的欧洲议会议员至少0.4 mV峰在50%的10侧TA的连续试验( 14, 15]。七点反应了经颅磁刺激强度对应于80 - 140%的AMT(随机顺序)来生成一个招聘为每个助教肌肉曲线。六个议员都记录了每个强度预处理和岗位培训。相同的强度被用来收集岗位培训(五分钟后跑步机训练)的反应。e-tDCS + HIITT会话,首次由轻瘫的TA的热点将经颅磁刺激线圈直接在头皮。活跃的tDCS电极放在头皮,帽子被紧紧固定,热点过程重复。

tDCS交付使用恒流刺激器(查塔努加电离子透入疗法系统,钟,TN,美国)通过一个8厘米²长方形的saline-soaked海绵阳极直接放置在头皮上的热点局部麻痹的腿M1和自粘的碳化参考阴极(35厘米²)放在侧轨道上方的额头。1 mA电流申请了15分钟,而参与者进行运动训练任务( 16]。

对于运动训练任务,参与者执行visuomotor跟踪轻瘫的脚踝。运动训练的细节任务之前报道( 14, 15, 17, 18]。在短暂中,参与者被要求跟踪,尽可能准确,使用电压由电脑生成的正弦波形相位指示器连接到他们的轻瘫的脚踝,虽然他们执行连续踝关节背屈和plantarflexion运动15分钟。他们有1分钟的休息每4分钟后的跟踪。我们先前的研究发现,tDCS强烈促进corticomotor兴奋性和增强的精细运动控制脚踝大约三倍与跟踪独自练习( 14]。这一发现是由其他研究表明,tDCS在电动机的任务是更有效的提高corticomotor兴奋性比其他tDCS期间管理( 18, 19]。

所有的参与者参与了HIITT协议。训练是修改基于波尔和他的同事们所使用的协议( 3]。协议由40分钟(5分钟热身,步行30分钟,5分钟冷却时间)的跑步机上行走一个结构化的步行速度的增加。跑步机设定在0%的坡度,参与者被安装在利用安全没有任何体重的支持。参与者没有帮助行走。心率(HR)和感知运动速度(RPE)使用修改后的Borg规模持续监控。Age-predicted人力资源是决定使用公式(220−年龄)和80%的Age-predicted人力资源设置为截止安全上限,同时增加皮带速度。最大的地面步行速度是决定从10米快走测试执行每个会话的开始。然后参与者在跑步机上进行了5分钟的热身速度最大地上行走速度的一半。在热身之后,第一个speed-dependent培训间隔开始。2分钟,期间带速度提高,在参与者的宽容,最高速度,参与者可以走安全、没有跌倒。 At the end of the two-minute interval, this maximum achieved belt speed was held for ten seconds. This was followed by a recovery period when the participant walked at the warm-up speed until a time at which the participant’s HR and RPE returned to the levels reached during the warm-up phase. If the participant maintained the speed and felt safe during the ten seconds at the end of the first-training interval, the speed was then increased by 10% during the next interval. This speed was again held for ten seconds at the end of the second interval and followed by another recovery period. During any fast walking phase, if the participant was unable to maintain the speed and felt unsafe, or the HR reached the cut-off safety limit, the speed was reduced by 10% for the next interval. At the end of thirty minutes of structured walking, a five-minute cooldown phase was provided. The participants performed the training similarly during HIITT and e-tDCS+HIITT sessions and were able to increase their speed by a factor of 3 to 5 during each session. After the forty minutes of treadmill training, participants were given five minutes to rest before TMS measures were taken. BP, HR, and RPE were recorded during this time. An example of one participant’s treadmill training speeds, distance walked, and heart rate is provided in Figure 1。

阿蒙克SPSS软件(IBM软件版本22日,纽约)被用来执行所有统计分析。双向重复测量方差分析(会话)被用来比较RPE,人力资源,和地上的步态速度之间的两个交易日。四个层次的时间(热身,训练期间,冷却时间,和训练后)为RPE和人力资源进行了分析。两个级别的时间(前后)地上步态速度进行了分析。配对的双尾 t 基线测试进行比较区别议员斜坡两个交易日的每一个肢体。同类(ICC)的相关性也进行检查两次试验法的可靠性基线议员斜坡两个交易日的每一个肢体。

由肢体双向重复测量方差分析(会话)被用于检查CME的变化是影响训练的两个四肢(轻瘫的和nonparetic)。显著的主效应和交互随访 t 测试修正多重比较。参与者被归类为“反应”基于局部麻痹的TA CME训练后的变化。+ 5%的参与者显示出改变基线相比,被认为是作为一个应答器和救援人员报告为每个会话的数量。CME的变化之间的相关分析P TA e-tDCS-HIITT和HIITT会话期间进行,以确定反应的程度之间的关系独自HIITT e-tDCS-HIITT期间变化的程度有关。统计学意义是 p < 0.05 。Greenhouse-Geisser校正时使用的数据违反球形假设。值报告为均值±SE(标准误差)。

没有明显指出架空步态速度主要影响或交互。基线步态速度是相同的会话和改进的趋势(0.04 m / s)的变化是跑步机训练(表后指出 3)。

没有显著差异为基线议员指出斜坡NP TA ( p = 0.38 )和P TA ( p = 0.43 两个交易日之间)。基线之间的差异被发现斜坡的NP和P TA在每个会话。平均基线NP TA斜率比平均P明显陡TA斜率HIITT (73%, p = 0.016 )和e-tDCS + HIITT (79%, p = 0.013 )会议。优秀的ICC值被发现NP TA(基线值之间 R = 0.83 , p < 0.05 )和P TA ( R = 0.94 , p < 0.05 )之间的会话。平均两半球间的对称比例为基准会话 0.49 ± 0.36 ,建立一个倾向所有参与者的不平衡在两半球间的对称性。

双向方差分析揭示了一个重要的会话×肢体互动( F 1,10 = 5.647 , p = 0.039 )。事后分析与纠正配对 t 测试比较两次在每个肢体显示显著影响为NP TA ( p = 0.04 )和P TA ( p = 0.05 )(图 3)。NP助教,CME减少了后e-tDCS + HIITT会话(− 19 ± 7 %)相比增加HIITT会话(在芝加哥商品交易所 5 ± 11 %)。有芝加哥商品交易所的增加后的P TA e-tDCS + HIITT会话( 29日 ± 14 %)而减少(−HIITT会话 9 ± 37 %)。单样本 t 测试是用来检查是否CME意味着不同于零。CME的变化中的NP TA和P TA e-tDCS + HIITT组显著不同从0 ( p = 0.027 和0.023,分别地)。后并没有显著的变化在肢体HIITT孤单。对于后者来说,小的变化意味着,伴随着大方差(NP助教 5 ± 11 %;P TA− 9 ± 37 %)。检查数据显示只有2的11个参与者增加了P TA CME HIITT之后,而其余9 P TA芝加哥商品交易所降低了。的意思是减少P为这些9参与者是−助教 22 ± 6 %,这不同于零( p = 0.004 )。e-tDCS + HIITT组中,11个参与者被分为8个急救员。的意思是增加P为这些8参与者是助教 48 ± 13 %,这不同于零( p < 0.005 )。与所有参与者的数据包括,降低P之间有负相关TA CME在HIITT独自在芝加哥商品交易所和改变e-tDCS + HIITT ( R 2 = 0.34 , p = 0.05 )(图 4)。

因为这是一个初步研究,它也有一些局限性。首先,同质样本,我们曾发现议员轻瘫的助教是招募。此外,中风幸存者的人们在这个示例相对快速测距仪(平均步态速度0.93米/秒)有必要的力量和耐力来完成这种训练协议。这些都是不可避免的局限性。第二,样本量太小( n = 11 ),只有一个子集的这个示例提供了支持我们的假设。需要更大样本量的另一个研究来证实我们的结果,和包容的耗氧量可能回答这个问题没有解决在当前研究的芝加哥商品交易所的抑制是否我们观察到在我们的一些参与者是更大的生理努力的结果。第三,避免研究笨拙,我们选择比较的影响HIITT单独与我们的健壮的tDCS +跟踪任务。没有tDCS-only和仅跟踪控制条件阻止了我们理解哪个元素的干预促进了between-hemisphere CME的减少不对称。因此,我们的结果进行解释时应特别谨慎。第四,我们没有比较我们的结果与其他兴奋性提高启动范式或一个标准形式的治疗。不管这些限制,我们的结果是有趣的,可以用来支持未来的研究,探索影响中风幸存者的运动机能,可能结果从corticomotor HIITT-induced抑制兴奋性。