Úvod

Vnější zpětná vazba, která se týká informací poskytovaných jedinci o jeho výkonu z vnějšího zdroje (např. od trenéra, terapeuta nebo technologického zařízení), hraje při řízení motoriky zásadní roli. Bylo prokázáno, že zlepšuje výkonnost i učení u zdravých jedinců i u lidí po mrtvici. Neexistuje však jasná shoda na nejúčinnějších metodách jeho provádění ani na konkrétních výsledcích, na které by se mělo zaměřit.

Výzkumy ukazují, že různé typy zpětné vazby - jako je oprava chyb, odměny a tresty - mohou ovlivnit motorické učení a neuroplasticitu v závislosti na faktorech, jako je smyslová modalita, načasování a frekvence. Zpětná vazba může ovlivnit motorický výkon, dlouhodobé učení a výběr činností, což je pro zotavení po mrtvici zásadní.

Cílem tohoto přehledu je zaplnit mezery v literatuře zkoumáním toho, jak vnější zpětná vazba ovlivňuje motorické funkce horních končetin po cévní mozkové příhodě. Srovnává podmínky zpětné vazby a zkoumá, jak parametry jako smyslová modalita a motivace ovlivňují zotavení, a nabízí tak aktuálnější a komplexnější analýzu zpětné vazby v rehabilitaci po cévní mozkové příhodě.

Metody

Tento přehled se řídil pokyny PRISMA pro systematické přehledy a metaanalýzy. Do studie byly zahrnuty recenzované články v angličtině s následujícími kritérii: účastníci byli dospělí lidé, kteří přežili cévní mozkovou příhodu (starší 18 let), prováděli úkoly nebo terapie zahrnující postiženou horní končetinu s vnější zpětnou vazbou a zahrnovali alespoň dvě experimentální skupiny s různými podmínkami zpětné vazby. Studie, které se zaměřovaly na zvýšení nebo snížení chyb, byly vyloučeny.

Strategie vyhledávání, kterou vypracoval knihovník z oboru zdravotnických věd, byla provedena v databázích MEDLINE, Embase, PsycInfo a CINAHL. Nebyla použita žádná omezení týkající se data ani jazyka. Po deduplikaci v Endnote byly články zkontrolovány dvěma nezávislými recenzenty pomocí softwaru Rayyan. Rozpory byly vyřešeny diskusí.

Extrakce dat byla provedena pomocí standardizovaného formuláře v softwaru Covidence za účasti dvou nezávislých recenzentů. Získané údaje zahrnovaly design studie, charakteristiky účastníků (věk, pohlaví, typ cévní mozkové příhody, umístění léze atd.), podrobnosti o intervenci (prováděný úkol, počet pohybů), charakteristiky zpětné vazby (souběžná s pohybem, shrnutí), valenci (zpětné podněty podávané za dobrý nebo špatný výkon) a výsledky studie (motorické výsledky). Tyto údaje byly shrnuty do tabulek a popisných přehledů se zaměřením na klinické výsledky, motorickou výkonnost (okamžité změny motorické funkce v reakci na zpětnou vazbu), motorické učení (změny motorické výkonnosti měřené bez zpětné vazby po opakovaném nácviku určitého úkolu) a výběr činností (zvýšené používání postižené horní končetiny nebo snížené používání kompenzačních pohybových vzorců).

Výsledky

Proces vyhledávání a prověřování:

Ze 4 139 záznamů bylo odstraněno 1 799 duplicitních záznamů a 2 213 záznamů bylo vyřazeno během počátečního screeningu. Bylo přezkoumáno 127 plných textů článků, což vedlo k zahrnutí 30 studií. Dvě publikace byly pro účely analýzy seskupeny do jedné studie.

Charakteristika studie:

V patnácti studiích byl použit design mezi skupinami, přičemž 13 z nich byly randomizované kontrolované studie (RCT). Velikost vzorků v těchto studiích se pohybovala od 11 do 45 účastníků. Třináct studií navíc využívalo design v rámci účastníků, přičemž velikost vzorků se pohybovala od 5 do 43. Většinu účastníků těchto studií tvořili pacienti s cévní mozkovou příhodou, včetně osob s ischemickou, hemoragickou nebo blíže neurčenou formou cévní mozkové příhody.

Klinická charakteristika:

Klinické charakteristiky účastníků se v jednotlivých studiích lišily. Dvě studie se zaměřily výhradně na ischemickou cévní mozkovou příhodu, zatímco 14 studií zahrnovalo pacienty s ischemickou i hemoragickou cévní mozkovou příhodou. Třináct studií neuvádělo typ cévní mozkové příhody a 22 studií neuvádělo cévní oblast cévní mozkové příhody. U těch, které byly postiženy, se jednalo o střední mozkovou tepnu, přední mozkovou tepnu, přední a zadní oběh a lakunární mozkové příhody. Sedm studií zahrnovalo jak kortikální, tak subkortikální léze, zatímco 22 studií typ léze nespecifikovalo. Žádná studie se nezabývala vztahem mezi charakteristikami léze a zpětnými účinky.

Trvání cévní mozkové příhody bylo ve čtyřech studiích akutní (méně než dva týdny), ve 12 studiích časné subakutní (2 týdny až 3 měsíce), v 10 studiích pozdní subakutní (3 až 6 měsíců) a ve 20 studiích chronické (více než 6 měsíců). Jedna studie neuváděla délku trvání cévní mozkové příhody a žádná studie neanalyzovala, jak může chronicita souviset s výsledky.

Pokud jde o kognitivní poruchu, 12 studií vyloučilo účastníky s kognitivními funkcemi pod určitou hranicí (MMSE nebo MoCA) a 13 studií vyloučilo účastníky s afázií. Devět studií vyloučilo účastníky se zanedbanou péčí a pouze dvě studie zahrnovaly do analýzy kognitivní funkce. Cirstea et al. zjistili, že větší kognitivní porucha je spojena s horším motorickým učením, zejména v úlohách zahrnujících slovní zpětnou vazbu. Quattrocchi et al. kontrolovali kognitivní funkce, ale neuvedli jejich vliv na výsledky.

Účinky zpětné vazby:

Klinické výsledky: Devět studií zaznamenalo významný vliv zpětné vazby na klinické výsledky. Podle modelu ICF osm studií prokázalo účinky na tělesné funkce a struktury, sedm na činnosti a tři na účast. Pohyby prováděné během rehabilitačních úkolů byly různorodé, od třírozměrného dosahování až po složitější funkční úkoly, jako je nalévání vody nebo česání vlasů. Zpětná vazba se obvykle zaměřovala na konkrétní aspekty pohybu, včetně přesnosti, rychlosti, rozsahu pohybu, kinematiky horních končetin, kinematiky trupu a produkce síly.

Velikost účinku se však lišila, přičemž pouze čtyři studie prokázaly přínos, který překročil stanovené prahové hodnoty pro minimální klinicky významné rozdíly. Nedostatek konzistentních velikostí účinků lze přičíst malým velikostem vzorků, heterogenitě intervencí a absenci odhadů minimálního klinicky významného rozdílu u několika výsledných ukazatelů.

Výkonnost: Pět studií uvádí, že zpětná vazba zlepšila motorický výkon, konkrétně zvýšila rychlost, přesnost a kvalitu pohybů při dosahování. Tato zlepšení byla okamžitá, ale ne vždy přetrvávala i po odstranění zpětné vazby. Cruz a kol. zjistili, že zpětná vazba založená na rychlosti a amplitudě pohybu zlepšuje oba faktory. Durham a spol. zjistili, že zpětná vazba vyvolávající vnější zaměření pozornosti zlepšuje trvání pohybu, rychlost a zrychlení. Rizzo a kol. prokázali, že zpětná vazba o poloze pohledu zlepšuje přesnost a reakční dobu.

Motorické učení: Čtyři studie zkoumaly účinky zpětné vazby na motorické učení, definované jako zlepšení výkonu v úkolu hodnocené po cvičení bez zpětné vazby. Tři studie se zaměřily na 3D pohyby dosahu. Maulucci a Eckhouse zjistili, že zpětná vazba o odchylce trajektorie zlepšila dodržování ideální dráhy a snížila oscilace ruky. Cirstea a Levin spolu s Cirstea et al. prokázali, že zpětná vazba na natažení ramene a lokte zlepšila rozsah pohybu kloubu a koordinaci, zatímco zpětná vazba na polohu ruky zlepšila přesnost koncového bodu. Subramanian a kol. zjistili, že zpětná vazba ve virtuální realitě ve formě hry zlepšila rozsah pohybu ramene, ale ne ve fyzickém prostředí. Quattrocchi a kol. zjistili, že zpětná vazba spojená s peněžními odměnami a tresty zlepšuje učení, přičemž odměny podporují uchování pouze během úkolu 2D dosahování.

Výběr akce: Pět studií zkoumalo vliv zpětné vazby na výběr činností, definovaných jako změny pohybových vzorců. Čtyři studie uvádějí, že zpětná vazba vedla k okamžitému a krátkodobému snížení kompenzačních pohybů při jednoduchých úkolech s natahováním. Cai a kol. například zjistili, že audiovizuální zpětná vazba ve virtuální realitě snižuje kompenzační pohyby trupu. Podobně Douglass-Kirk a kol. použili hudební zpětnou vazbu, aby se zastavili, kdykoli byly zjištěny kompenzační pohyby, což vedlo ke snížení kompenzace. Jiné studie zjistily, že vizuální i haptická zpětná vazba snižuje posun trupu. Celkově zpětná vazba důsledně snižovala kompenzační pohyby přibližně o 40-50 %. Jedna studie Fruchtera a kol. však snížení nezjistila, pravděpodobně kvůli složitosti úkolu a manuální kontrole zpětné vazby. Schwerz de Lucena et al. zjistili, že nositelná zpětná vazba zvýšila používání rukou, ale neprokázala žádné rozdíly v klinických výsledcích nebo používání rukou při následném sledování.

Charakteristika zpětné vazby:

Modalita: V 16 studiích byla použita neverbální sluchová zpětná vazba, v 18 studiích neverbální vizuální zpětná vazba, ve 4 studiích byla použita haptická zpětná vazba a ve 4 studiích byla použita slovní zpětná vazba (buď terapeuty, nebo automatickými systémy). Pouze jedna studie porovnávala účinky zpětné vazby s podobným informačním obsahem poskytované prostřednictvím různých smyslových modalit a zjistila, že vizuální a haptická zpětná vazba vedly k podobnému snížení kompenzačních pohybů.

Valence: Devatenáct studií zahrnovalo zpětnou vazbu označující neúspěšný výkon úkolu (negativní valence), 14 studií používalo zpětnou vazbu označující úspěšný výkon úkolu (pozitivní valence) a 8 studií poskytovalo zpětnou vazbu s neutrální valencí, například bodové hodnocení, aniž by ji formulovalo jako dobrou nebo špatnou. Jedna studie přímo srovnávala pozitivní a negativní valenční zpětnou vazbu a zjistila, že zatímco obě zlepšují osvojení motorického učení, pouze pozitivní zpětná vazba zlepšuje retenci.

Načasování: Patnáct studií poskytovalo průběžnou zpětnou vazbu během pohybů, zatímco dalších 15 studií poskytovalo konečnou zpětnou vazbu na konci pohybů. Jedna studie neupřesnila načasování zpětné vazby. Pouze dvě studie se zmínily o zpoždění terminální zpětné vazby: Fruchter a kol. uvádějí zpoždění 3-4 sekundy a Widmer a kol. zavedli v kontrolním stavu zpoždění 1 sekundu, aby snížili účinnost zpětné vazby. V žádné studii se konkrétně nelišilo načasování zpětné vazby při kontrole ostatních charakteristik zpětné vazby.

Plánování: Dvaadvacet studií poskytovalo zpětnou vazbu pro každý pohyb nebo možnost zpětné vazby pro každý pohyb. Ve třech studiích byla použita slabá zpětná vazba, která se v průběhu času postupně snižovala. Dvě studie poskytly přerušovanou souhrnnou zpětnou vazbu o používání horních končetin během každodenního života. Jedna studie použila algoritmus rozhodovacího stromu k určení, kdy byla zpětná vazba poskytnuta. Dvě studie nespecifikovaly frekvenci zpětné vazby. V žádné studii se konkrétně nelišilo plánování zpětné vazby při kontrole ostatních faktorů.

Motivační prvky: Dvě studie spojily peněžní odměny se zpětnou vazbou k výkonu a jedna studie použila peněžní trest. V jedenácti studiích bylo použito herní hodnocení a v pěti studiích byla použita virtuální nebo rozšířená realita. Dvě studie poskytly zpětnou vazbu prostřednictvím hudebních podnětů a jedna studie použila sociální srovnání v podobě seznamu nejlepších výsledků. Čtyři studie porovnávaly podmínky zpětné vazby s různými motivačními prvky, jako jsou peněžní pobídky, herní bodování a komplexní multisenzorické podněty. Tyto studie zjistily, že přidání motivačních prvků zlepšilo motorické učení a zotavení po mrtvici. Jednoduché herní bodování a podněty ve virtuální realitě zlepšily kinematiku dosahu, zatímco propracovanější herní zážitek v kombinaci s peněžní odměnou vedl ke klinickým ziskům výrazně převyšujícím minimální klinicky významné rozdíly.

Otázky a myšlenky

V hodnocených studiích chybí jednotná kritéria pro výběr účastníků, zejména pokud jde o kognitivní poruchy. Většina z nich nezahrnovala osoby s kognitivními poruchami, což zanechalo zásadní mezery v pochopení toho, jak tyto poruchy ovlivňují zpětnovazební intervence. Vzhledem k různorodosti kognitivních charakteristik a charakteristik cévní mozkové příhody (např. ischemická vs. hemoragická, lokalizace léze) by měl budoucí výzkum stratifikovat účastníky na základě těchto faktorů, aby se zlepšila zobecnitelnost a prozkoumalo se, zda je třeba přizpůsobit intervence zpětné vazby specifickým profilům.

Mnoho studií se zaměřuje pouze na krátkodobé účinky zpětné vazby, často v rámci jednoho sezení, a opomíjí hodnocení retence a přenosu motorického učení do reálného světa. Zásadní zůstává hodnocení dlouhodobé účinnosti, například schopnosti samostatně vykonávat pohybové úkony v každodenním životě. Budoucí studie by měly upřednostnit testování retence mimo klinické prostředí, aby lépe zachytily smysluplné a trvalé výsledky.

Vizuální a proprioceptivní zpětná vazba jsou sice slibné, ale jejich dlouhodobé účinky a schopnost přenosu na funkční každodenní úkoly nejsou dostatečně prozkoumány. Zlepšení výkonnosti v konkrétním úkolu (např. uchopování nebo dosahování) se nemusí nutně projevit v širším funkčním zotavení. Rehabilitační protokoly by měly klást důraz na úkoly, které jsou v souladu s cíli pacientů v reálném životě, aby se maximalizovala funkční relevance.

Vnější zpětná vazba zlepšuje krátkodobou motorickou výkonnost, ale hrozí, že bude posilovat závislost a bránit dlouhodobému zotavení po mrtvici. Pro podporu autonomního řízení motoriky jsou nezbytné strategie, které zabrání přílišnému spoléhání na zpětnou vazbu. Můžeme předpokládat, že postupný přístup integrující vnější i vnitřní zpětnou vazbu by mohl podpořit samostatnost a zároveň poskytnout počáteční podporu. Budoucí výzkum by se měl zabývat tím, jak tyto systémy vyvážit pro dosažení udržitelných výsledků rehabilitace.

Mluv se mnou jako se šprtem

Zobecnitelnost zjištění je omezena nejednotnými kritérii účastníků. Mnoho studií vyloučilo osoby s kognitivními poruchami nebo nezohlednilo závažnost cévní mozkové příhody, lokalizaci léze nebo typ (ischemická vs. hemoragická). Toto nedopatření omezuje pochopení toho, jak tyto faktory ovlivňují účinnost zpětné vazby. Pouze dvě studie zahrnovaly kognitivní opatření, což poukazuje na významnou mezeru v řešení toho, jak kognitivní deficity interagují s mechanismy zpětné vazby.

Studie používaly různé statistické přístupy (např. opakovaná měření ANOVA, t-testy, regresní modely), ale malá velikost vzorku často snižovala statistickou sílu. Pokud jsou studie nedostatečně posílené, je větší pravděpodobnost chyby typu II, která nastane, když studie nezjistí skutečný účinek, přestože existuje. Například intervence, která skutečně zlepšuje motorické učení, se může jevit jako neúčinná jen proto, že vzorek byl příliš malý na to, aby odhalil statisticky významné rozdíly. Kromě toho mnoho analýz dostatečně nezohledňovalo moderátory, jako jsou výchozí motorické funkce nebo kognitivní kapacita, které jsou pro pochopení účinnosti zpětné vazby zásadní. Velikost účinku se v jednotlivých studiích značně lišila, což pravděpodobně odráží spíše metodologickou různorodost než konzistentní důkazy o účinnosti zpětné vazby.

Závěrečné zprávy

Vnější zpětná vazba, poskytovaná různými způsoby (vizuální, sluchová, haptická), se ukazuje jako slibná pro zlepšení motorického výkonu a snížení kompenzačních pohybů při rehabilitaci po cévní mozkové příhodě. Může okamžitě zlepšit výkonnost úkolů, jako je rychlost, přesnost a rozsah pohybu v kloubech. Dlouhodobý dopad na motorické učení a funkční zotavení mimo klinické prostředí však zůstává nejasný. Zpětná vazba může pomoci podpořit správné používání končetin, ale přílišné spoléhání na ni může bránit rozvoji autonomní motoriky. Zdá se, že začlenění motivačních prvků, jako je gamifikace a odměny, zlepšuje motorické učení, ale základní mechanismy zůstávají nedostatečně pochopeny. Lékaři by měli volit terapeutické aktivity, které úzce souvisejí s funkčními cíli pacienta, aby se zvýšila přenositelnost dovedností a optimalizovala účinnost vnější zpětné vazby. Budoucí výzkum by se měl zaměřit na personalizované intervence, zohlednit kognitivní poruchy a vyhodnotit dlouhodobou udržitelnost zpětnovazebních intervencí, aby se maximalizovaly výsledky zotavení po mrtvici.

Odkaz

Palidis, D. J., Gardiner, Z., Stephenson, A., Zhang, K., Boruff, J., & Fellows, L. K. (2024). Využití vnější zpětné vazby a odměny za výkon ke zlepšení motorického chování horních končetin a zotavení po mrtvici : Přehled rozsahu. Neurorehabilitace a nervová obnova. https://doi.org/10.1177/15459683241298262

Zjistěte více

Zlepšení motoriky rukou po mrtvici