Úvod

Vonkajšia spätná väzba, ktorá sa vzťahuje na informácie poskytované jednotlivcovi o jeho výkone z vonkajšieho zdroja (napríklad od trénera, terapeuta alebo technologického zariadenia), zohráva rozhodujúcu úlohu pri kontrole motoriky. Ukázalo sa, že zvyšuje výkonnosť aj učenie u zdravých jedincov a u tých, ktorí prežili mozgovú príhodu. Neexistuje však jednoznačný konsenzus o najúčinnejších metódach jeho realizácie ani o konkrétnych výsledkoch, na ktoré by sa mal zamerať.

Výskum ukazuje, že rôzne typy spätnej väzby - ako napríklad oprava chýb, odmeny a tresty - môžu ovplyvniť motorické učenie a neuroplasticitu v závislosti od faktorov, ako je zmyslová modalita, načasovanie a frekvencia. Spätná väzba môže ovplyvniť motorický výkon, dlhodobé učenie a výber činností, ktoré sú kľúčové pre zotavenie po mŕtvici.

Cieľom tohto prehľadu je vyplniť medzery v literatúre skúmaním toho, ako vonkajšia spätná väzba ovplyvňuje motorické funkcie horných končatín po mozgovej príhode. Porovnáva podmienky spätnej väzby a skúma, ako parametre ako zmyslová modalita a motivácia ovplyvňujú zotavenie, čím ponúka aktuálnejšiu a komplexnejšiu analýzu spätnej väzby v rehabilitácii po cievnej mozgovej príhode.

Metódy

Pri tomto prieskume sa postupovalo podľa usmernení PRISMA pre systematické preskúmania a metaanalýzy. Vhodnými štúdiami boli recenzované články v angličtine s týmito kritériami: účastníci boli dospelí ľudia, ktorí prežili cievnu mozgovú príhodu (starší ako 18 rokov), vykonávali úlohy alebo terapie zahŕňajúce postihnutú hornú končatinu s vonkajšou spätnou väzbou a zahŕňali aspoň dve experimentálne skupiny s rôznymi podmienkami spätnej väzby. Štúdie, ktoré sa zameriavali na zvýšenie alebo zníženie počtu chýb, boli vylúčené.

Vyhľadávacia stratégia, ktorú vypracoval knihovník z oblasti zdravotníckych vied, sa uskutočnila v databázach MEDLINE, Embase, PsycInfo a CINAHL. Neboli uplatnené žiadne dátumové ani jazykové obmedzenia. Po deduplikácii v Endnote boli články skontrolované dvoma nezávislými recenzentmi pomocou softvéru Rayyan. Nezrovnalosti sa vyriešili diskusiou.

Extrakcia údajov sa uskutočnila pomocou štandardizovaného formulára v softvéri Covidence, pričom sa na nej podieľali dvaja nezávislí hodnotitelia. Získané údaje zahŕňali dizajn štúdie, charakteristiky účastníkov (vek, pohlavie, typ cievnej mozgovej príhody, lokalizácia lézie atď.), podrobnosti o intervencii (vykonávaná úloha, počet pohybov), charakteristiky spätnej väzby (súbežne s pohybom, zhrnutie), valenciu (spätné podnety poskytnuté za dobrý alebo zlý výkon) a výsledky štúdie (motorické výsledky). Tieto údaje boli zhrnuté v tabuľkách a opisných prehľadoch so zameraním na klinické výsledky, motorickú výkonnosť (okamžité zmeny motorickej funkcie v reakcii na spätnú väzbu), motorické učenie (zmeny v motorickej výkonnosti merané bez spätnej väzby po opakovanom nácviku konkrétnej úlohy) a výber činností (zvýšené používanie postihnutej hornej končatiny alebo znížené používanie kompenzačných pohybových vzorcov).

Výsledky

Proces vyhľadávania a skríningu:

Zo 4 139 záznamov bolo odstránených 1 799 duplicitných záznamov a 2 213 záznamov bolo vylúčených počas počiatočného skríningu. Preskúmalo sa 127 plných textov článkov, čo viedlo k 30 zahrnutým štúdiám. Dve publikácie boli na účely analýzy zoskupené ako jedna štúdia.

Charakteristika štúdie:

V pätnástich štúdiách sa použil dizajn medzi skupinami, pričom 13 z nich boli randomizované kontrolované štúdie (RCT). Veľkosti vzoriek v týchto štúdiách sa pohybovali od 11 do 45 účastníkov. Okrem toho sa v trinástich štúdiách použil dizajn v rámci účastníkov, pričom veľkosť vzorky sa pohybovala od 5 do 43. Väčšinu účastníkov týchto štúdií tvorili pacienti s cievnou mozgovou príhodou vrátane osôb s ischemickou, hemoragickou alebo nešpecifikovanou formou cievnej mozgovej príhody.

Klinická charakteristika:

Klinické charakteristiky účastníkov sa v jednotlivých štúdiách líšili. Dve štúdie sa zameriavali výlučne na ischemickú cievnu mozgovú príhodu, zatiaľ čo 14 zahŕňalo pacientov s ischemickou aj hemoragickou cievnou mozgovou príhodou. V trinástich štúdiách nebol uvedený typ cievnej mozgovej príhody a v 22 štúdiách nebolo uvedené cievne územie cievnej mozgovej príhody. V prípade tých, ktoré boli postihnuté, išlo o strednú mozgovú tepnu, prednú mozgovú tepnu, prednú a zadnú cirkuláciu a lakunárne mozgové príhody. Sedem štúdií zahŕňalo kortikálne aj subkortikálne lézie, zatiaľ čo 22 štúdií nešpecifikovalo typ lézie. V žiadnej štúdii sa neskúmal vzťah medzi charakteristikami lézie a účinkami spätnej väzby.

Trvanie cievnej mozgovej príhody bolo v štyroch štúdiách akútne (menej ako dva týždne), v 12 štúdiách včasné subakútne (2 týždne až 3 mesiace), v 10 štúdiách neskoré subakútne (3 až 6 mesiacov) a v 20 štúdiách chronické (viac ako 6 mesiacov). V jednej štúdii nebolo špecifikované trvanie cievnej mozgovej príhody a v žiadnej štúdii sa neanalyzovalo, ako môže chronicita súvisieť s výsledkami.

Pokiaľ ide o kognitívne poruchy, 12 štúdií vylúčilo účastníkov s kognitívnymi funkciami pod určitou hranicou (MMSE alebo MoCA) a 13 štúdií vylúčilo účastníkov s afáziou. Deväť štúdií vylúčilo účastníkov so zanedbávaním a len dve štúdie zahrnuli do analýzy kognitívne funkcie. Cirstea a kol. zistili, že väčšie kognitívne poruchy boli spojené s horším motorickým učením, najmä pri úlohách zahŕňajúcich verbálnu spätnú väzbu. Quattrocchi a kol. kontrolovali kognitívne funkcie, ale neuviedli ich vplyv na výsledky.

Účinky spätnej väzby:

Klinické výsledky: Deväť štúdií zaznamenalo významný vplyv spätnej väzby na klinické výsledky. Podľa modelu ICF osem štúdií preukázalo vplyv na telesné funkcie a štruktúry, sedem na činnosti a tri na účasť. Pohyby vykonávané počas rehabilitačných úloh boli rôznorodé, od trojrozmerného dosahovania až po zložitejšie funkčné úlohy, ako je nalievanie vody alebo česanie vlasov. Spätná väzba sa zvyčajne zameriavala na špecifické aspekty pohybu vrátane presnosti, rýchlosti, rozsahu pohybu, kinematiky horných končatín, kinematiky trupu a produkcie sily.

Veľkosť účinku sa však líšila, pričom len štyri štúdie preukázali prínos, ktorý prekročil stanovené prahové hodnoty pre minimálne klinicky významné rozdiely. Nedostatok konzistentnej veľkosti účinku možno pripísať malým vzorkám, heterogenite intervencií a absencii odhadov minimálneho klinicky významného rozdielu pre viaceré výsledné ukazovatele.

Výkonnosť: V piatich štúdiách sa uvádza, že spätná väzba zlepšila motorický výkon, konkrétne zvýšila rýchlosť, presnosť a kvalitu pohybov pri úlohách s dosahovaním. Tieto zlepšenia boli okamžité, ale nie vždy pretrvávali aj po odstránení spätnej väzby. Cruz a kol. zistili, že spätná väzba založená na rýchlosti a amplitúde pohybu zlepšila oba faktory. Durham a kol. zistili, že spätná väzba vyvolávajúca vonkajšie zameranie pozornosti zlepšila trvanie pohybu, rýchlosť a zrýchlenie. Rizzo a kol. ukázali, že spätná väzba o polohe pohľadu zlepšila presnosť a reakčný čas.

Motorické učenie: V štyroch štúdiách sa skúmali účinky spätnej väzby na motorické učenie, ktoré bolo definované ako zlepšenie výkonu úlohy hodnotené po cvičení bez spätnej väzby. Tri štúdie sa zameriavali na 3D pohyby s dosahom. Maulucci a Eckhouse zistili, že spätná väzba na odchýlku trajektórie zlepšila dodržiavanie ideálnej dráhy a znížila oscilácie ruky. Cirstea a Levin spolu s Cirstea et al. ukázali, že spätná väzba na natiahnutie ramien a lakťov zlepšila rozsah pohybu kĺbov a koordináciu, zatiaľ čo spätná väzba na polohu ruky zlepšila presnosť koncového bodu. Subramanian a kol. zistili, že spätná väzba v hernej virtuálnej realite zlepšila rozsah pohybu ramena, ale nie vo fyzickom prostredí. Quattrocchi a kol. zistili, že spätná väzba spojená s peňažnými odmenami a trestami zlepšuje učenie, pričom odmeny podporujú uchovávanie len počas úlohy s dosahom 2D.

Výber akcie: V piatich štúdiách sa skúmal vplyv spätnej väzby na výber činností, definovaný ako zmeny pohybových vzorcov. Štyri štúdie uvádzajú, že spätná väzba viedla k okamžitému a krátkodobému zníženiu kompenzačných pohybov počas jednoduchých úloh na dosiahnutie. Cai a kol. napríklad zistili, že audiovizuálna spätná väzba vo virtuálnej realite znižuje kompenzačné pohyby trupu. Podobne Douglass-Kirk a kol. použili hudobnú spätnú väzbu na zastavenie vždy, keď boli zistené kompenzačné pohyby, čo viedlo k zníženiu kompenzácie. V iných štúdiách sa zistilo, že vizuálna aj hmatová spätná väzba znižuje posun trupu. Celkovo spätná väzba dôsledne znížila kompenzačné pohyby približne o 40-50 %. V jednej štúdii Fruchtera a kol. sa však nezistilo zníženie, pravdepodobne kvôli zložitosti úlohy a manuálnej kontrole spätnej väzby. Schwerz de Lucena a kol. zistili, že nositeľná spätná väzba zvýšila používanie rúk, ale nepreukázala žiadne rozdiely v klinických výsledkoch alebo používaní rúk pri následnom sledovaní.

Charakteristika spätnej väzby:

Modalita: V 16 štúdiách sa použila neverbálna sluchová spätná väzba, v 18 štúdiách neverbálna vizuálna spätná väzba, v 4 štúdiách sa použila haptická spätná väzba a v 4 štúdiách sa použila slovná spätná väzba (buď terapeutmi, alebo automatickými systémami). Iba jedna štúdia porovnávala účinky spätnej väzby s podobným informačným obsahom poskytovanej prostredníctvom rôznych zmyslových modalít a zistila, že vizuálna a hmatová spätná väzba viedli k podobnému zníženiu kompenzačných pohybov.

Valencia: Devätnásť štúdií obsahovalo spätnú väzbu označujúcu neúspešný výkon úlohy (negatívna valencia), 14 štúdií použilo spätnú väzbu označujúcu úspešný výkon úlohy (pozitívna valencia) a 8 štúdií poskytlo spätnú väzbu o výkone s neutrálnou valenciou, napríklad bodové skóre bez toho, aby ho označilo za dobré alebo zlé. V jednej štúdii sa priamo porovnávala pozitívna a negatívna valenčná spätná väzba, pričom sa zistilo, že hoci obe zlepšili osvojenie motorického učenia, iba pozitívna spätná väzba zlepšila retenciu.

Načasovanie: Pätnásť štúdií poskytovalo nepretržitú spätnú väzbu počas pohybov, zatiaľ čo ďalších 15 štúdií poskytovalo konečnú spätnú väzbu na konci pohybov. Jedna štúdia nešpecifikovala načasovanie spätnej väzby. Iba dve štúdie uvádzali oneskorenie terminálnej spätnej väzby: Fruchter a kol. uviedli 3 - 4-sekundové oneskorenie a Widmer a kol. zaviedli 1-sekundové oneskorenie v kontrolnom stave s cieľom znížiť účinnosť spätnej väzby. V žiadnej štúdii sa konkrétne nemenilo načasovanie spätnej väzby pri kontrole ostatných charakteristík spätnej väzby.

Plánovanie: Dvadsaťdva štúdií poskytovalo spätnú väzbu pri každom pohybe alebo možnosť spätnej väzby pri každom pohybe. V troch štúdiách sa použila slabá spätná väzba, pričom frekvencia spätnej väzby sa postupne znižovala. Dve štúdie poskytli prerušovanú súhrnnú spätnú väzbu o používaní horných končatín počas každodenného života. V jednej štúdii sa na určenie času poskytnutia spätnej väzby použil algoritmus rozhodovacieho stromu. V dvoch štúdiách nebola špecifikovaná frekvencia spätnej väzby. V žiadnej štúdii sa konkrétne nemenilo plánovanie spätnej väzby pri kontrole iných faktorov.

Motivačné prvky: Dve štúdie spojili peňažné odmeny so spätnou väzbou na výkon a jedna štúdia použila peňažný trest. V jedenástich štúdiách bolo použité herné hodnotenie a v piatich štúdiách bola použitá virtuálna alebo rozšírená realita. Dve štúdie poskytli spätnú väzbu prostredníctvom hudobných podnetov a jedna štúdia použila sociálne porovnávanie vo forme zoznamu vysokého skóre. V štyroch štúdiách sa porovnávali podmienky spätnej väzby s rôznymi motivačnými prvkami, ako sú peňažné stimuly, herné bodovanie a komplexné multisenzorické podnety. Tieto štúdie zistili, že pridanie motivačných prvkov zlepšilo motorické učenie a zotavenie po mŕtvici. Jednoduché herné skóre a podnety virtuálnej reality zlepšili kinematiku dosahovania, zatiaľ čo prepracovanejší herný zážitok v kombinácii s peňažnými odmenami viedol ku klinickým ziskom výrazne prevyšujúcim minimálne klinicky významné rozdiely.

Otázky a myšlienky

V preskúmaných štúdiách chýbajú jednotné kritériá výberu účastníkov, najmä pokiaľ ide o kognitívne poruchy. Väčšina z nich vylúčila osoby s kognitívnymi poruchami, čím vznikli kritické medzery v chápaní toho, ako tieto poruchy ovplyvňujú intervencie spätnej väzby. Vzhľadom na rôznorodosť kognitívnych charakteristík a charakteristík cievnej mozgovej príhody (napr. ischemická vs. hemoragická, lokalizácia lézie) by sa v budúcom výskume mali účastníci stratifikovať na základe týchto faktorov, aby sa zlepšila zovšeobecniteľnosť a preskúmalo, či je potrebné prispôsobiť intervencie spätnej väzby špecifickým profilom.

Mnohé štúdie sa zameriavajú len na krátkodobé účinky spätnej väzby, často v rámci jedného sedenia, pričom zanedbávajú hodnotenie uchovávania a prenosu motorického učenia do reálneho sveta. Kľúčovým zostáva posúdenie dlhodobej účinnosti, ako je schopnosť samostatne vykonávať motorické úlohy v každodennom živote. Budúce štúdie by mali uprednostniť testovanie retencie mimo klinického prostredia, aby sa lepšie zachytili významné a trvalé výsledky.

Hoci vizuálna a proprioceptívna spätná väzba sú sľubné, ich dlhodobé účinky a schopnosť prenosu na funkčné každodenné úlohy nie sú dostatočne preskúmané. Zlepšenie výkonnosti pri konkrétnej úlohe (napr. uchopenie alebo dosiahnutie) sa nemusí nevyhnutne prejaviť v širšom funkčnom zotavení. Rehabilitačné protokoly by mali klásť dôraz na úlohy zosúladené s cieľmi pacientov v reálnom živote, aby sa maximalizovala funkčná relevantnosť.

Vonkajšia spätná väzba zlepšuje krátkodobú motorickú výkonnosť, ale hrozí riziko, že sa zvýši závislosť, čo bráni dlhodobému zotaveniu po mŕtvici. Na podporu autonómnej motorickej kontroly sú potrebné stratégie, ktoré zabránia nadmernému spoliehaniu sa na spätnú väzbu. Môžeme predpokladať, že postupný prístup integrujúci vonkajšiu aj vnútornú spätnú väzbu by mohol podporiť samostatnosť a zároveň poskytnúť počiatočnú podporu. Budúci výskum by mal preskúmať, ako vyvážiť tieto systémy pre udržateľné výsledky rehabilitácie.

Hovorte so mnou ako so šprtom

Zovšeobecnenie zistení je obmedzené nejednotnými kritériami účastníkov. Mnohé štúdie vylúčili osoby s kognitívnymi poruchami alebo nezohľadnili závažnosť cievnej mozgovej príhody, lokalizáciu lézie alebo typ (ischemická vs. hemoragická). Toto nedopatrenie obmedzuje pochopenie toho, ako tieto faktory ovplyvňujú účinnosť spätnej väzby. Iba dve štúdie zahŕňali kognitívne opatrenia, čo poukazuje na významnú medzeru v riešení toho, ako kognitívne deficity interagujú s mechanizmami spätnej väzby.

V štúdiách boli použité rôzne štatistické prístupy (napr. ANOVA s opakovanými meraniami, t-testy, regresné modely), ale malá veľkosť vzorky často znižovala štatistickú silu. Pri nedostatočnom počte štúdií je väčšia pravdepodobnosť chyby typu II, ktorá vzniká vtedy, keď štúdia nezistí skutočný účinok napriek tomu, že existuje. Napríklad intervencia, ktorá skutočne zlepšuje motorické učenie, sa môže javiť ako neúčinná len preto, že veľkosť vzorky bola príliš malá na to, aby odhalila štatisticky významné rozdiely. Okrem toho sa v mnohých analýzach dostatočne nezohľadnili moderátory, ako je východisková motorická funkcia alebo kognitívna kapacita, ktoré sú rozhodujúce pre pochopenie účinnosti spätnej väzby. Veľkosť účinku sa v jednotlivých štúdiách značne líšila, čo pravdepodobne odráža skôr metodologickú rôznorodosť než konzistentné dôkazy o účinnosti spätnej väzby.

Záverečné posolstvá

Vonkajšia spätná väzba, poskytovaná prostredníctvom rôznych modalít (vizuálna, sluchová, haptická), sa ukazuje ako sľubná pri zlepšovaní motorickej výkonnosti a znižovaní kompenzačných pohybov pri rehabilitácii po cievnej mozgovej príhode. Môže okamžite zlepšiť výkonnosť úloh, napríklad rýchlosť, presnosť a rozsah pohybu kĺbov. Dlhodobý vplyv na motorické učenie a funkčné zotavenie mimo klinického prostredia však zostáva nejasný. Spätná väzba môže pomôcť podporiť správne používanie končatín, ale prílišné spoliehanie sa na ňu môže brániť rozvoju autonómnej motorickej kontroly. Zdá sa, že začlenenie motivačných prvkov, ako je napríklad gamifikácia a odmeny, zlepšuje motorické učenie, ale základné mechanizmy nie sú dostatočne známe. Lekári by mali vyberať terapeutické aktivity, ktoré sú v úzkom súlade s funkčnými cieľmi pacienta, aby sa zvýšila prenosnosť zručností a optimalizovala účinnosť vonkajšej spätnej väzby. Budúci výskum by sa mal zamerať na personalizované intervencie, zohľadniť kognitívne poruchy a zhodnotiť dlhodobú udržateľnosť intervencií so spätnou väzbou s cieľom maximalizovať výsledky zotavenia po cievnej mozgovej príhode.

Odkaz

Palidis, D. J., Gardiner, Z., Stephenson, A., Zhang, K., Boruff, J., & Fellows, L. K. (2024). Využitie vonkajšej spätnej väzby a odmeny za výkon na zlepšenie motorického správania horných končatín a zotavenia po mŕtvici : Rozsah hodnotenia. Neurorehabilitácia a oprava neurónov. https://doi.org/10.1177/15459683241298262

Zistite viac

Zlepšenie motorických funkcií rúk po mŕtvici