Johdanto

Ulkoisella palautteella, jolla tarkoitetaan tietoa, jota yksilö saa suorituksestaan ulkoisesta lähteestä (kuten valmentajalta, terapeutilta tai teknisestä laitteesta), on tärkeä rooli motorisessa kontrollissa. Sen on osoitettu parantavan sekä suorituskykyä että oppimista terveillä henkilöillä ja aivohalvauksesta selvinneillä. Sen täytäntöönpanon tehokkaimmista menetelmistä tai tavoiteltavista tuloksista ei kuitenkaan vallitse selkeää yhteisymmärrystä.

Tutkimukset osoittavat, että erityyppinen palaute - kuten virheiden korjaus, palkitseminen ja rankaiseminen - voi vaikuttaa motoriseen oppimiseen ja neuroplastisuuteen riippuen muun muassa aistimismuodosta, ajoituksesta ja taajuudesta. Palaute voi vaikuttaa motoriseen suorituskykyyn, pitkäaikaiseen oppimiseen ja toimintojen valintaan, jotka kaikki ovat tärkeitä aivohalvauksesta toipumisen kannalta.

Tämän katsauksen tarkoituksena on täyttää kirjallisuudessa olevia aukkoja tutkimalla, miten ulkoinen palaute vaikuttaa yläraajan motoriseen toimintaan aivohalvauksen jälkeen. Siinä vertaillaan palauteolosuhteita ja tutkitaan, miten aistimodaalisuuden ja motivaation kaltaiset parametrit vaikuttavat toipumiseen, ja tarjotaan ajantasaisempi ja kattavampi analyysi palautteesta aivohalvauksesta toipumisen kuntoutuksessa.

Menetelmät

Tässä katsauksessa noudatettiin järjestelmällisiä katsauksia ja meta-analyysejä koskevia PRISMA-ohjeita. Tukikelpoiset tutkimukset sisälsivät englanninkielisiä vertaisarvioituja artikkeleita, joissa oli seuraavat kriteerit: osallistujat olivat aikuisia aivohalvauksesta selviytyneitä (yli 18-vuotiaita), suorittivat tehtäviä tai terapioita, joihin liittyi vaurioitunut yläraaja ja joissa oli ulkoinen palaute, ja niihin sisältyi vähintään kaksi koeryhmää, joissa oli erilaiset palauteolosuhteet. Tutkimukset, joissa keskityttiin virheiden lisäämiseen tai vähentämiseen, jätettiin pois.

Terveystieteiden kirjastonhoitajan laatima hakustrategia toteutettiin MEDLINE-, Embase-, PsycInfo- ja CINAHL-tietokannoissa. Päiväys- tai kielirajoituksia ei sovellettu. Endnote-ohjelmassa tehdyn poiston jälkeen kaksi riippumatonta arvioijaa seuloi artikkelit Rayyan-ohjelmiston avulla. Eroavaisuudet ratkaistiin keskustelemalla.

Tietojen poiminta suoritettiin Covidence-ohjelmiston vakiomuotoisella lomakkeella kahden riippumattoman tarkastajan kanssa. Poistettuihin tietoihin sisältyivät tutkimussuunnitelma, osallistujien ominaisuudet (ikä, sukupuoli, aivohalvaustyyppi, vaurion sijainti jne.), intervention yksityiskohdat (suoritettu tehtävä, liikkeiden määrä), palautteen ominaisuudet (samanaikaisesti liikkeen kanssa, yhteenveto), valenssi (palauteärsykkeet, jotka annettiin hyvästä tai huonosta suorituksesta) ja tutkimustulokset (motoriset tulokset). Nämä tiedot tiivistettiin taulukoihin ja kuvaileviin yleiskatsauksiin, joissa keskityttiin kliinisiin tuloksiin, motoriseen suorituskykyyn (välittömät muutokset motorisessa toiminnassa vastauksena palautteeseen), motoriseen oppimiseen (muutokset motorisessa suorituskyvyssä mitattuna ilman palautetta tietyn tehtävän toistuvan harjoittelun jälkeen) ja toimintojen valintaan (vaurioituneen yläraajan käytön lisääntyminen tai kompensoivien liikemallien käytön väheneminen).

Tulokset

Haku- ja seulontaprosessi:

4 139 tietueesta poistettiin 1 799 päällekkäistä tietuetta, ja 2 213 tietuetta jätettiin pois alkuperäisen seulonnan aikana. 127 kokotekstiartikkelia käytiin läpi, ja mukaan otettiin 30 tutkimusta. Kaksi julkaisua ryhmiteltiin analyysia varten yhdeksi tutkimukseksi.

Tutkimuksen ominaisuudet:

Viidessätoista tutkimuksessa käytettiin ryhmien välisiä tutkimuksia, joista 13 oli satunnaistettuja kontrolloituja tutkimuksia (RCT). Näissä tutkimuksissa otoskoko vaihteli 11:stä 45:een osallistujaan. Lisäksi kolmessatoista tutkimuksessa käytettiin osallistujien sisäisiä malleja, ja otoskoko vaihteli 5:stä 43:een. Suurin osa näihin tutkimuksiin osallistuneista oli aivohalvauspotilaita, mukaan lukien henkilöt, joilla oli iskeeminen, hemorraginen tai määrittelemätön aivohalvaustyyppi.

Kliiniset ominaisuudet:

Osallistujien kliiniset ominaisuudet vaihtelivat eri tutkimuksissa. Kahdessa tutkimuksessa keskityttiin yksinomaan iskeemiseen aivohalvaukseen, kun taas 14:ssä tutkimuksessa oli mukana sekä iskeemisen että hemorragisen aivohalvauksen saaneita potilaita. Kolmessatoista tutkimuksessa ei eritelty aivohalvauksen tyyppiä, ja 22 tutkimuksessa ei ilmoitettu aivohalvauksen verisuonialuetta. Niissä tapauksissa, joissa aivoverenkiertoon vaikuttivat keskimmäinen aivovaltimo, etummainen aivovaltimo, etu- ja takimmainen verenkierto sekä lakunaariset aivohalvaukset. Seitsemässä tutkimuksessa oli sekä kortikaalisia että subkortikaalisia vaurioita, kun taas 22 tutkimuksessa ei eritelty vaurion tyyppiä. Yhdessäkään tutkimuksessa ei tutkittu vaurion ominaisuuksien ja palautevaikutusten välistä suhdetta.

Aivohalvauksen kesto vaihteli akuutista (alle kaksi viikkoa) neljässä tutkimuksessa, varhaisesta subakuutista (2 viikosta 3 kuukauteen) 12 tutkimuksessa, myöhäisestä subakuutista (3-6 kuukautta) 10 tutkimuksessa ja kroonisesta (yli 6 kuukautta) 20 tutkimuksessa. Yhdessä tutkimuksessa ei määritetty aivohalvauksen kestoa, eikä yhdessäkään tutkimuksessa analysoitu, miten kroonisuus saattaa liittyä hoitotuloksiin.

Kognitiivisen heikentymisen osalta 12 tutkimuksessa suljettiin pois osallistujat, joiden kognitiivinen toimintakyky oli alle tietyn kynnysarvon (MMSE tai MoCA), ja 13 tutkimuksessa suljettiin pois osallistujat, joilla oli afasia. Yhdeksässä tutkimuksessa jätettiin pois osallistujat, joilla oli laiminlyöntejä, ja vain kahdessa tutkimuksessa kognitiiviset toiminnot sisällytettiin analyysiin. Cirstea et al. havaitsivat, että suurempi kognitiivinen heikkeneminen oli yhteydessä huonompaan motoriseen oppimiseen, erityisesti tehtävissä, joihin liittyy sanallista palautetta. Quattrocchi et al. kontrolloivat kognitiivisia toimintoja, mutta eivät raportoineet niiden vaikutuksesta tuloksiin.

Palautteen vaikutukset:

Kliiniset tulokset: Yhdeksässä tutkimuksessa raportoitiin palautteen merkittävistä vaikutuksista kliinisiin tuloksiin. ICF-mallin mukaan kahdeksan tutkimusta osoitti vaikutuksia kehon toimintoihin ja rakenteisiin, seitsemän toimintoihin ja kolme osallistumiseen. Kuntoutustehtävien aikana suoritetut liikkeet olivat monipuolisia ja vaihtelivat 3-ulotteisesta kurottautumisesta monimutkaisempiin toiminnallisiin tehtäviin, kuten veden kaatamiseen tai hiusten kampaamiseen. Palaute kohdistui yleensä liikkeen tiettyihin osa-alueisiin, kuten tarkkuuteen, nopeuteen, liikelaajuuteen, yläraajojen kinematiikkaan, vartalon kinematiikkaan ja voimantuottoon.

Vaikutusten koot vaihtelivat kuitenkin, ja vain neljässä tutkimuksessa todettiin hyötyjä, jotka ylittivät kliinisesti merkittävien erojen vähimmäiskynnyksen. Johdonmukaisten vaikutuskokojen puuttuminen voi johtua pienistä otoskokoluokista, interventioiden heterogeenisyydestä ja siitä, että useiden lopputulosmittareiden osalta ei saatu arvioita kliinisesti merkityksellisistä vähimmäiseroista.

Suorituskyky: Viidessä tutkimuksessa raportoitiin, että palaute paransi motorista suorituskykyä, erityisesti liikkeiden nopeutta, tarkkuutta ja laatua kurottajatehtävissä. Nämä parannukset olivat välittömiä, mutta ne eivät aina jatkuneet palautteen poistamisen jälkeen. Cruz et al. havaitsivat, että liikenopeuteen ja amplitudiin perustuva palaute paransi molempia tekijöitä. Durham et al. havaitsivat, että palaute, joka sai aikaan ulkoisen huomion keskittymisen, paransi liikkeen kestoa, nopeutta ja kiihtyvyyttä. Rizzo et al. osoittivat, että katseen asennon palaute paransi tarkkuutta ja reaktioaikaa.

Motorinen oppiminen: Neljässä tutkimuksessa tutkittiin palautteen vaikutuksia motoriseen oppimiseen, joka määriteltiin parantuneena suorituksena tehtävässä, jota arvioitiin harjoituksen jälkeen ilman palautetta. Kolmessa tutkimuksessa keskityttiin 3D-kurottautumisliikkeisiin. Maulucci ja Eckhouse havaitsivat, että palaute liikeradan poikkeamasta paransi ideaalipolun noudattamista ja vähensi käden värähtelyä. Cirstea ja Levin sekä Cirstea ym. osoittivat, että palaute olkapään ja kyynärpään ojentamisesta paransi nivelten liikelaajuutta ja koordinaatiota, kun taas palaute käden sijainnista paransi loppupisteen tarkkuutta. Subramanian et al. havaitsivat, että palaute pelillisessä virtuaalitodellisuudessa paransi olkapään liikelaajuutta, mutta ei fyysisessä ympäristössä. Quattrocchi et al. havaitsivat, että rahapalkkioihin ja rangaistuksiin liittyvä palaute edisti oppimista, ja palkkiot tukivat muistin säilyttämistä vain 2D-kurotustehtävän aikana.

Toiminnan valinta: Viidessä tutkimuksessa tutkittiin palautteen vaikutuksia toimintojen valintaan, joka määriteltiin liikemallien muutoksina. Neljässä tutkimuksessa raportoitiin, että palaute johti kompensoivien liikkeiden välittömään ja lyhytaikaiseen vähenemiseen yksinkertaisten kurottajatehtävien aikana. Esimerkiksi Cai et al. havaitsivat, että virtuaalitodellisuuden audiovisuaalinen palaute vähensi kompensoivia vartalon liikkeitä. Vastaavasti Douglass-Kirk et al. käyttivät musiikkipalautetta pysäyttämään aina kun havaittiin kompensoivia liikkeitä, mikä johti kompensaation vähenemiseen. Muissa tutkimuksissa havaittiin, että sekä visuaalinen että haptinen palaute vähensivät vartalon siirtymistä. Kaiken kaikkiaan palaute vähensi jatkuvasti kompensoivia liikkeitä noin 40-50 prosenttia. Eräässä Fruchterin ja muiden tekemässä tutkimuksessa ei kuitenkaan havaittu vähennyksiä, mikä johtui todennäköisesti tehtävän monimutkaisuudesta ja palautteen manuaalisesta hallinnasta. Schwerz de Lucena et al. havaitsivat, että puettava palaute lisäsi käsien käyttöä, mutta ei osoittanut eroja kliinisissä tuloksissa tai käsien käytössä seurannassa.

Palautteen ominaisuudet:

Modaliteetti: Kuudessatoista tutkimuksessa käytettiin ei-sanallista auditiivista palautetta, 18 tutkimuksessa ei-sanallista visuaalista palautetta, neljässä tutkimuksessa käytettiin haptista palautetta ja neljässä tutkimuksessa käytettiin sanallista palautetta (joko terapeuttien tai automaattisten järjestelmien antamaa). Ainoastaan yhdessä tutkimuksessa verrattiin eri aistimismuotojen kautta annettavan, samansisältöisen palautteen vaikutuksia ja todettiin, että visuaalinen ja haptinen palaute vähensivät kompensoivia liikkeitä samalla tavalla.

Valenssi: Yhdeksäntoista tutkimuksessa annettiin palautetta, joka osoitti epäonnistuneen suorituksen (negatiivinen valenssi), 14 tutkimuksessa annettiin palautetta, joka osoitti onnistuneen suorituksen (positiivinen valenssi), ja kahdeksassa tutkimuksessa annettiin neutraalin valenssin omaavaa palautetta, kuten pistemäärä ilman, että palaute luokiteltiin hyväksi tai huonoksi. Eräässä tutkimuksessa verrattiin suoraan positiivista ja negatiivista valenssipalautetta ja havaittiin, että vaikka molemmat paransivat motorisen oppimisen omaksumista, vain positiivinen palaute paransi muistin säilyttämistä.

Ajoitus: Viidessätoista tutkimuksessa annettiin jatkuvaa palautetta liikkeiden aikana, kun taas toiset 15 tutkimusta antoivat palautetta liikkeiden lopussa. Yhdessä tutkimuksessa ei täsmennetty palautteen antamisen ajankohtaa. Vain kahdessa tutkimuksessa mainittiin päätepalautteen viivästyminen: Fruchter ym. raportoivat 3-4 sekunnin viiveestä, ja Widmer ym. asettivat kontrolliolosuhteissa 1 sekunnin viiveen palautteen tehokkuuden vähentämiseksi. Yhdessäkään tutkimuksessa ei erityisesti vaihdeltu palautteen ajoitusta ja kontrolloitu muita palautteen ominaisuuksia.

Aikataulutus: Kahdessakymmenessäkahdessa tutkimuksessa annettiin palautetta jokaisesta liikkeestä tai palautteen antamisen mahdollisuus jokaisen liikkeen yhteydessä. Kolmessa tutkimuksessa käytettiin häivytettyä palautetta, jolloin palautteen antamistiheyttä vähitellen vähennettiin ajan myötä. Kahdessa tutkimuksessa annettiin ajoittaista yhteenvetopalautetta yläraajojen käytöstä jokapäiväisessä elämässä. Eräässä tutkimuksessa käytettiin päätöspuualgoritmia sen määrittämiseksi, milloin palaute annettiin. Kahdessa tutkimuksessa ei täsmennetty palautteen antamistiheyttä. Yhdessäkään tutkimuksessa ei erityisesti vaihdeltu palautteen aikataulua ja kontrolloitu muita tekijöitä.

Motivoivat elementit: Kahdessa tutkimuksessa rahalliset palkkiot yhdistettiin suorituspalautteeseen, ja yhdessä tutkimuksessa käytettiin rahallisia rangaistuksia. Yhdessätoista tutkimuksessa käytettiin pelillistä pisteytystä, ja viidessä tutkimuksessa käytettiin virtuaalista tai lisättyä todellisuutta. Kahdessa tutkimuksessa palautetta annettiin musiikillisten ärsykkeiden avulla, ja yhdessä tutkimuksessa käytettiin sosiaalista vertailua korkeiden pisteiden listan muodossa. Neljässä tutkimuksessa verrattiin palauteolosuhteita, joissa oli erilaisia motivoivia elementtejä, kuten rahallisia kannustimia, pelillistettyä pisteytystä ja monimutkaisia moniaistisia ärsykkeitä. Näissä tutkimuksissa havaittiin, että motivoivien elementtien lisääminen paransi motorista oppimista ja aivohalvauksesta toipumista. Yksinkertainen pelipisteytys ja virtuaalitodellisuusärsykkeet paransivat kurottautumiskinematiikkaa, kun taas monimutkaisempi pelikokemus yhdistettynä rahapalkkioihin johti kliinisiin hyötyihin, jotka ylittivät selvästi kliinisesti merkittävien erojen vähimmäismäärän.

Kysymyksiä ja ajatuksia

Tarkastelluista tutkimuksista puuttuvat johdonmukaiset kriteerit osallistujien valintaa varten, erityisesti kognitiivisten häiriöiden osalta. Useimmissa tutkimuksissa ei otettu huomioon henkilöitä, joilla oli kognitiivisia häiriöitä, mikä jätti kriittisiä aukkoja sen ymmärtämisessä, miten nämä häiriöt vaikuttavat palautteen antamiseen liittyviin interventioihin. Kun otetaan huomioon kognitiivisten ja aivohalvauksen ominaisuuksien moninaisuus (esim. iskeeminen vs. hemorraginen, vaurion sijainti), tulevissa tutkimuksissa osallistujat olisi ositettava näiden tekijöiden perusteella, jotta voidaan parantaa yleistettävyyttä ja tutkia, onko palauteinterventioita tarpeen räätälöidä tiettyihin profiileihin.

Monissa tutkimuksissa keskitytään pelkästään lyhytaikaisiin palautevaikutuksiin, usein yhden istunnon aikana, ja unohdetaan motorisen oppimisen säilymisen ja siirtämisen arviointi reaalimaailman tilanteisiin. Pitkän aikavälin tehokkuuden, kuten kyvyn suorittaa motorisia tehtäviä itsenäisesti jokapäiväisessä elämässä, arviointi on edelleen ratkaisevan tärkeää. Tulevissa tutkimuksissa olisi asetettava etusijalle kliinisen ympäristön ulkopuolinen pysyvyystestaus, jotta merkityksellisiä ja pysyviä tuloksia voitaisiin saada paremmin selville.

Vaikka visuaalinen ja proprioseptiivinen palaute ovat lupaavia, niiden pitkäaikaisvaikutuksia ja kykyä siirtyä toiminnallisiin, jokapäiväisiin tehtäviin ei ole tutkittu riittävästi. Parannukset tehtäväkohtaisessa suorituskyvyssä (esim. tarttumisessa tai kurottautumisessa) eivät välttämättä johda laajempaan toiminnalliseen palautumiseen. Kuntoutusprotokollien tulisi painottaa tehtäviä, jotka vastaavat potilaiden todellisia tavoitteita, jotta toiminnallinen merkitys olisi mahdollisimman suuri.

Ulkoinen palaute parantaa lyhytaikaista motorista suorituskykyä, mutta se saattaa lisätä riippuvuutta, mikä haittaa aivohalvauksen pitkäaikaista toipumista. Autonomisen motorisen hallinnan edistämiseksi tarvitaan strategioita, joilla estetään liiallinen riippuvuus palautteesta. Voimme olettaa, että vaiheittainen lähestymistapa, jossa yhdistetään sekä ulkoinen että sisäinen palaute, voisi edistää autonomiaa samalla kun se tarjoaa alkutukea. Tulevassa tutkimuksessa olisi tutkittava, miten nämä järjestelmät voidaan tasapainottaa kestävien kuntoutustulosten saavuttamiseksi.

Puhu minulle nörttimäisesti

Tulosten yleistettävyyttä rajoittavat epäyhtenäiset osallistumiskriteerit. Monissa tutkimuksissa ei otettu huomioon henkilöitä, joilla oli kognitiivisia häiriöitä, tai niissä ei otettu huomioon aivohalvauksen vaikeusastetta, vaurion sijaintia tai tyyppiä (iskeeminen vs. hemorraginen). Tämä puute rajoittaa ymmärrystä siitä, miten nämä tekijät vaikuttavat palautteen tehokkuuteen. Vain kahdessa tutkimuksessa käytettiin kognitiivisia toimenpiteitä, mikä korostaa merkittävää puutetta sen selvittämisessä, miten kognitiiviset puutteet ovat vuorovaikutuksessa palautemekanismien kanssa.

Tutkimuksissa käytettiin erilaisia tilastollisia lähestymistapoja (esim. toistettujen mittausten ANOVA, t-testit, regressiomallit), mutta pienet otoskoot vaaransivat usein tilastollisen voiman. Kun tutkimusten teho on liian pieni, tyypin II virheiden todennäköisyys on suurempi, kun tutkimuksessa ei havaita todellista vaikutusta, vaikka sellainen on olemassa. Esimerkiksi interventio, joka todella parantaa motorista oppimista, saattaa vaikuttaa tehottomalta vain siksi, että otoskoko oli liian pieni tilastollisesti merkittävien erojen havaitsemiseksi. Lisäksi monissa analyyseissä ei otettu riittävästi huomioon moderaattoreita, kuten lähtötilanteen motoriikkaa tai kognitiivista kapasiteettia, jotka ovat kriittisiä palautteen tehokkuuden ymmärtämisen kannalta. Vaikutusten koot vaihtelivat suuresti eri tutkimuksissa, mikä todennäköisesti kuvastaa pikemminkin menetelmien erilaisuutta kuin johdonmukaista näyttöä palautteen tehokkuudesta.

Kotiin vietävät viestit

Erilaisten modaliteettien (visuaalinen, auditiivinen, haptinen) kautta annettu ulkoinen palaute on lupaava keino parantaa motorista suorituskykyä ja vähentää kompensoivia liikkeitä aivohalvauksen kuntoutuksessa. Se voi välittömästi parantaa tehtävien suorittamista, kuten nopeutta, tarkkuutta ja nivelten liikelaajuutta. Pitkän aikavälin vaikutus motoriseen oppimiseen ja toimintakyvyn palautumiseen kliinisen ympäristön ulkopuolella on kuitenkin edelleen epäselvä. Palautteen avulla voidaan kannustaa raajojen asianmukaiseen käyttöön, mutta liiallinen riippuvuus voi estää itsenäisen motorisen hallinnan kehittymistä. Motivoivien elementtien, kuten pelillistämisen ja palkitsemisen, sisällyttäminen opetukseen näyttää parantavan motorista oppimista, mutta taustalla olevat mekanismit tunnetaan edelleen huonosti. Lääkäreiden olisi valittava terapeuttiset toiminnot, jotka vastaavat läheisesti potilaan toiminnallisia tavoitteita, jotta taitojen siirrettävyys paranee ja ulkoisen palautteen tehokkuus optimoituu. Tulevassa tutkimuksessa olisi keskityttävä yksilöllisiin interventioihin, otettava huomioon kognitiiviset häiriöt ja arvioitava palauteinterventioiden pitkäaikaista kestävyyttä aivohalvauksesta toipumisen tulosten maksimoimiseksi.

Viite

Palidis, D. J., Gardiner, Z., Stephenson, A., Zhang, K., Boruff, J., & Fellows, L. K. (2024). Ulkoisen suorituskykypalautteen ja palkkion käyttö yläraajojen moottorikäyttäytymisen ja aivohalvauksen jälkeisen palautumisen parantamiseksi : A Scoping Review. Neurorehabilitointi ja hermoston korjaus. https://doi.org/10.1177/15459683241298262. https://doi.org/10.1177/15459683241298262

Lue lisää

Käden motorisen toiminnan parantaminen aivohalvauksen jälkeen