De rol van arm zwaai bij het lopen: een gecombineerd EEG-EMG onderzoek bij gezonde deelnemers en Parkinson patiënten

Bij het lopen van de mens gaat oscillerende beenbeweging vergezeld van
anti-fase armswing, waarvan wordt gesuggereerd dat deze dient voor
stabilisatie, energetisch rendement en onderhoud van het cyclische
motorpatroon. Hoewel de cerebrale controle van een dergelijk bewegingspatroon
met vier ledematen is ingebed in zowel corticale als subcorticale circuits,
lijkt de supplementary motor area (SMA) een prominente corticale bijdrage te
leveren. Het gewijzigde patroon met vier ledematen bij het Parkinson lopen
wordt gekenmerkt door kleine schuifel bewegingen, gebogen houding en
verminderde armswing, terwijl 'freezing' ook kan voorkomen. Verminderde
SMA-activering is in verband gebracht met een breed scala van gestoorde
motorische functies bij de ziekte van Parkinson (PD), inclusief deze
gangkarakteristieken. Cerebrale circuits die betrokken zijn bij het begin en de
voortzetting van menselijke voortbeweging en de pathofysiologie ervan, moeten
nog verder worden geïdentificeerd. De meeste neuroimaging-technieken zijn niet
geschikt om hersensignalen tijdens het lopen te meten, waardoor het moeilijk is
om de onderliggende neurale substraten te bestuderen die verantwoordelijk zijn
voor loopstoornissen bij PD. Met de draadloze gecombineerde
elektro-encefalografie (EEG) - elektromyografie (EMG) -techniek kunnen we
hersen- en spieractiviteit meten terwijl deelnemers onder ecologisch geldige
omstandigheden lopen, hopelijk leidend tot meer begrip over de neurale controle
van voortbeweging en tot identificatie van potentiële doelwitten voor medische
en chirurgische toepassing.

Het primaire doel is om de bijdrage van armswing aan het begin en voortzetting
van het lopen bij gezonde proefpersonen en PD-patiënten te onderzoeken en om
activiteit in de onderliggende functionele hersennetwerken te bestuderen.
Secundaire doelstellingen zijn om te evalueren hoe hersenen en spieren
samenwerken tijdens het begin en de voortzetting van het lopen en de
verschillen in stapduur, loopsnelheid en loopritme tussen PD-patiënten en
gezonde controles te bestuderen.

Observatie studie

Draadloze gecombineerde EEG-EMG zal worden gebruikt om de hersen- en
spieractiviteit tijdens het lopen te meten. Tijdens de experimenten zullen de
deelnemers worden voorzien van een 32-kanaals EEG-cap en zal EMG worden
opgenomen van vijf van de belangrijkste spieren die betrokken zijn bij
voortbeweging (tibialis anterior, soleus, rectus femoris, biceps femoris en
gluteus medius). Bovendien worden versnellingsmeters op de romp en zowel het
linker als rechter scheenbeen bevestigd. Elke deelnemer voert vervolgens de
volgende taken uit:
(i) willekeurige start-stoptaak **(onderzoek van loopinitiatie), uitgevoerd a)
met en b) zonder armbeweging
* Deelnemers lopen heen en weer door een hal van 150 meter, terwijl de
onderzoeker de persoon opdraagt **om dertig keer te stoppen en opnieuw te
beginnen op een (pseudo-) willekeurig tijdstip.
(ii) Straight-path walking (onderzoek van voortgezet lopen)
* Deelnemers lopen heen en weer door een gang van 100 meter in een rechte lijn
a) met hun armen in (normale) antifase met hun onderste ledematen, b) met hun
armen in fase met hun onderste ledematen en c) zonder armswing.
Andere relevante parameters (medicatiegebruik en comorbiditeit) zullen worden
verzameld uit het dossier van de patiënt. Bovendien zullen deelnemers op video
worden opgenomen tijdens de uitvoering van de taak om visuele analyse van het
looppatroon en identificatie van 'freezing' van het looppatroon mogelijk te
maken.
Het onderzoek zal bestaan **uit een pilotstudie en een case-controle studie. In
de laatste studie dienen de verschillen tussen de verschillende condities bij
gezonde personen het primaire doel, het verschaffen van een referentie voor
vergelijking met het karakteristiek veranderde gangbeeld bij PD-patiënten. De
pilotstudie wordt gebruikt om de haalbaarheid van het aantal testen te
onderzoeken.

Patiënten gebruiken hun medicijnen gewoon door, maar de metingen worden gepland
net voordat een nieuwe dosis van het medicijn wordt ingenomen om een **maximaal
optreden van de symptomen te garanderen. Er zijn geen risico's of voordelen, en
de belasting is beperkt tot de tijd die geïnvesteerd is in de test (ongeveer 2
uur, met pauzes).