*NEURAS-V: Invloed van visuele informatie op het motorisch gedrag*

Veelvoorkomende aandoeningen, zoals een beroerte, kunnen invloed hebben op de
diverse orgaansystemen betrokken bij motorische controle (waaronder het
centrale zenuwstelsel, het bewegingsapparaat en de zintuigen). De waargenomen
bewegingsstoornissen bij patienten na een beroerte zijn het gevolg van een
samenspel tussen primaire schade, secundair verval en de ontwikkeling van
compensatoire bewegingsstrategieen. In de de klinische gemeenschap is er grote
behoefte aan meetinstrumenten die het mogelijk maken om de factoren die
bijdragen aan de bewegingsstoornissen op nauwkeurige en betrouwbare wijze te
kunnen kwantificeren, om aan de hand daarvan de optimale behandelstrategie voor
een patient te selecteren en de effecten van deze behandeling te monitoren.
Voor beweging en interactie met de omgeving is het essentieel om de
bewegingssturing aan te kunnen passen aan wisselende omstandigheden (omgeving,
taak). Opkomende technologieen, zoals haptische robots en virtual of augmented
reality, bieden nieuwe mogelijkheden om vast te stellen welke factoren
bijdragen aan de bewegingsstoornissen. Voor een zinvol gebruik van een virtual
reality omgeving in een klinische setting (bijvoorbeeld bij patienten na een
beroerte) is het echter essentieel om te begrijpen hoe de sturing en uitvoering
van bewegingstaken bij gezonde personen wordt beinvloed door visuele
informatie.

Het primaire doel van dit onderzoek is om te bepalen of en hoe specifieke
kenmerken van visuele informatie invloed hebben op de strategie voor
bewegingssturing die door gezonde proefpersonen wordt toegepast tijdens het
uitvoeren van een visueel-motorische volgtaak. Veranderingen in de impedantie
van het polsgewricht (d.w.z., de weerstand tegen beweging) als gevolg van
specifieke manipulaties van het visuele landschap met gevolgen voor de
taakvereisten (experiment 1: tolerantie, snelheid, en voorspelbaarheid) en
gerelateerd aan de presentatie van visuele informatie op zich (experiment 2:
schaling van de fout, dichtheid van het optische stroomveld, en
voorspelbaarheid) worden gekwantificeerd met behulp van 'system identification
and parameter estimation' (SIPE) technieken, om op die manier te onderzoeken of
gebruik wordt gemaakt van voorwaartse bewegingssturing of bewegingssturing op
basis van feedback. Secundaire doelstelling van dit onderzoek is om te
evalueren of dit meetprocotol kan worden gebruikt om (een gebrek aan
aanpassingsvermogen van) strategieen voor bewegingssturing in CVA-patienten te
onderzoeken.

Het betreft een observationele studie, bestaande uit een enkele sessie.
Proefpersonen zullen een visueel-motorische volgtaak uitvoeren, waarbij het
doel en de actuele handpositie worden gepresenteerd op een LED tv scherm).
Hierbij zullen de visuele omstandigheden als volgt worden gemanipuleerd. In
experiment 1 zullen drie kenmerken van de visuele omgeving worden
gemanipuleerd, als gevolg waarvan de taakvereisten systematisch zullen
varieren: tolerantie (3 niveaus), snelheid (3 niveaus), voorspelbaarheid (3
niveaus). In experiment 2 zullen drie kenmerken van de visuele omgeving worden
gemanipuleerd, zonder dat daardoor de motorische taak verandert: schaling van
de fout (3 niveaus), dichtheid van het optische stroomveld (2 niveaus) en
voorspelbaarheid (3 niveaus). Tijdens deze visueel-motorische volgtaak, die
zeer kleine polsbewegingen omvat (nl. 5 graden flexie/extensie van het
polsgewricht), worden door een haptische robot kleine krachtsverstoringen
aangebracht. Op basis van de respons op deze kleine verstoringen is het
mogelijk om door middel van SIPE technieken te identificeren welke strategie
voor bewegingssturing wordt gehanteerd door de proefpersoon. Neuromechanische
eigenschappen van de pols (bijvoorbeeld gewrichtsstijfheid, demping, en
reflexen) en de nauwkeurigheid waarmee de volgtaak werd uitgevoerd zal worden
vergeleken tussen de bovengenoemde visuele condities.

De verwachte duur van het protocol is 60 minuten voor gezonde proefpersonen en
75 minuten voor CVA patienten. De feitelijke metingen zullen niet langer duren
dan 25 minuten. De proefpersonen dienen actief een bewegingstaak uit te voeren,
welke alleen submaximale inspanning zal vergen en bestaat uit kleine
polsbewegingen. Extra rust zal worden aangeboden als dat nodig is. De sterkte
van krachtsverstoringen die worden aangebracht door de haptische robot zal
worden aangepast aan elke individuele proefpersoon, zodat deze zullen
resulteren in bewegingsuitslagen van ca 1 graad. Voor patienten zullen de
metingen, indien mogelijk, worden gecomineerd met een bezoek aan de
polikliniek, zodat het onderzoek geen extra bezoek aan het LUMC vereist.

De risco's van het onderzoek zijn minimaal. Bewegingen van de haptische robot
zijn (zowel door software als hardware) beperkt, zodat bewegingsuitslagen nooit
groter kunnen zijn dan maximale bewegingsuitslag van de pols van elke
individuele proefpersoon. De motor en andere bewegende delen of kwetsbare
onderdelen van de meetopstelling zijn volgoende geisoleerd en de apparatuur zal
worden gecertificeerd volgens de plaatselijke voorschriften.