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双重虚拟现实跑步机运动可提高帕金森氏病患者的大脑可塑性

人工智能 2021-04-06 15:52:32

特拉维夫大学的 一项新 研究表明,将虚拟现实与跑步机运动相结合的疗法,通过改变大脑的行为并促进有益的大脑可塑性,即使在患有神经退行性疾病的患者中,也可以大大降低帕金森氏症患者跌倒的可能性。

帕金森氏病患者会逐渐出现神经元丧失,从而导致认知和运动障碍,从而损害他们的行走能力,并导致虚弱的跌倒(通常是致命的)跌倒。这项新研究表明,通过虚拟现实对跑步机进行训练后,跌落率降低了。响应相同的组合,前额叶皮层中激活的神经元数量也减少了。这种减少可能反映出运动控制的增强和认知要求较高的任务的自动化程度更高。

这项研究强调了将认知康复与帕金森氏病患者的运动康复相结合的重要性。

这项研究是由进行 杰夫·豪斯多夫教授 TAU的中 医药赛克勒学校与同事一起和特拉维夫医学中心 因巴尔迈丹博士 特拉维夫医学中心和 ANAT Mirelman博士 和 尼尔Giladi教授,既有医学TAU的赛克勒学校和特拉维夫医疗中心。该发现最近发表在《神经病学》 杂志上。

Hausdorff教授说:“在先前的研究中,我们表明帕金森氏病患者使用认知功能来弥补运动功能受损,而认知功能反映在大脑前额叶皮层的激活中。” “我们还表明,针对步态的认知控制的一种特定形式的运动-结合跑步机训练和虚拟现实表示路径中的障碍物-可以显着降低帕金森氏症患者的跌倒率。

Hausdorff教授继续说道:“患者必须避免障碍的虚拟现实步态计划可以提高患者的认知能力,从而减少前额脑活动的需求。”

两组中有17名受试者,一组将跑步机训练与虚拟现实相结合,另一组仅使用跑步机训练,进行了为期六周的干预,每周进行三次运动,每次运动约一个小时。虚拟现实小组玩了一场“游戏”,在其中他们观察了他们在城市或公园环境中行走的脚。通过游戏,他们隐式学习了如何应对虚拟环境中的障碍,如何提前计划以及如何一次完成两件事-即解决与安全移动有关的认知挑战。

另一组人只是在跑步机上行走,没有VR组件或认知障碍。在受试者参加运动计划之前和之后,研究人员使用功能性MRI图像评估患者的大脑激活模式。

Hausdorff教授解释说:“这项研究结果强化了这样的假设,即训练通过改善神经可塑性来改善运动和认知表现,这比单独跑步机训练所见更为明显。” “有趣的是,在需要认知输入(即,障碍物协商和双重任务)的步行条件,与日常环境跌落相关的条件下,VR跑步机训练的好处尤其明显。在这种情况下,VR训练后需要的神经元更少,而在没有VR的跑步机上步行训练的组中没有发现变化。”

先前对帕金森氏病小鼠模型进行的研究表明,特定任务锻炼对大脑的重要性。但是,新的TAU研究是第一个在帕金森氏病患者中显示此类发现的研究。

Hausdorff教授说:“专注于运动成分的运动可促进与感觉运动整合和协调相关的大脑区域的可塑性。” “但是结合认知成分的运动也会刺激与认知有关的大脑区域的变化。因此,它可能会对代偿性脑功能和与安全行走有关的认知功能(即步行而不会跌倒)产生更大的影响。”

Hausdorff教授总结说:“得出的结论是,即使在疾病的相对晚期,当60-80%的多巴胺能神经元死亡时,仍然存在促进大脑可塑性的机会。” “此外,为了引起特定的大脑变化,应该对运动进行个性化设置,并针对特定的临床问题。”

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