Connettività dello stato di riposo e neuroimaging dell'attività della corteccia prefrontale durante una pratica di asana yoga a blocchi con fNIRS

Questa ricerca utilizza fNIRS per esplorare se l'attività cerebrale può essere misurata durante quattro comuni asana yoga, con l'obiettivo di comprendere l'impatto neurologico dello yoga sulla corteccia prefrontale. Questa ricerca affronta il divario nella comprensione di come le asana yoga influenzano l'attività cerebrale utilizzando l'imaging neurale mobile per misurare la funzione cerebrale durante il movimento, un'area di studio precedentemente limitata. fNIRS offre un vantaggio chiave consentendo la misurazione dell'attività cerebrale durante il movimento e in ambienti naturali, a differenza di fMRI ed EEG, che sono limitati ad ambienti statici e controllati.

Il nostro laboratorio svilupperà metodologie fNIRS per misurare il carico di lavoro cognitivo e i risultati del trattamento in diversi contesti del mondo reale, tra cui la terapia della dislessia, gli interventi sulla depressione basati sullo yoga, la formazione medica e le attività di assemblaggio della produzione.

[Narratore] Per iniziare, utilizzare il dispositivo fNIRS portatile per raccogliere i dati. Posizionare le sorgenti luminose e i rilevatori nei supporti dei tappi secondo la disposizione della corteccia prefrontale bilaterale fornita dal produttore. Mantenere una distanza del rivelatore della sorgente di 3,0 centimetri per un rilevamento ottimale del segnale corticale. Includere due brevi canali di separazione distanziati di 1,0 centimetri l'uno dall'altro per isolare le risposte emodinamiche corticali facendo regredire i segnali superficiali come il flusso sanguigno del cuoio capelluto. Successivamente, seleziona quattro posture fondamentali dell'Hatha yoga da utilizzare nello studio, che costituiscono il nucleo del Surya Namaskar, poiché sono ampiamente praticate e consentono la valutazione delle inversioni e delle estensioni della schiena. Progetta la presentazione sperimentale in formato PowerPoint con una guida visiva e uditiva per i partecipanti. Assicurati che ogni diapositiva mostri una foto e il nome di una postura in spagnolo con il suo nome sanscrito tra parentesi. Scorri le posture B, C e D ogni 30 secondi in ordine casuale durante la presentazione, chiamando contemporaneamente i nomi delle posture ad alta voce. Intervalla casualmente la postura di base tra le pose attive per bilanciare la sequenza e ridurre gli effetti della pratica o dell'abitazione. Per la gestione e la coerenza dei dati, standardizza tutti i materiali visivi regolando la risoluzione dell'immagine e lo stile del testo ed etichetta ciascuno con nomi di postura sia in spagnolo che in sanscrito. Assicurati che ogni partecipante possa visualizzare chiaramente la schermata della presentazione prima di iniziare. Quindi introduci le posture attive e di base, descrivendo le loro caratteristiche visive e l'allineamento. Prepara lo spazio sperimentale posizionando un tappetino da yoga, un sistema di corde a parete e uno schermo di presentazione visibile di fronte al partecipante. Verificare che lo schermo sia leggibile senza bloccare il movimento. Ora calibra il sistema fNIRS verificando la batteria, la funzionalità e la compatibilità del software. Posizionare gli optodi sul cuoio capelluto del partecipante secondo il sistema internazionale 10-20 e regolare la forma della testa e la densità dei capelli. Collega il tappo fNIRS al software di acquisizione tramite Bluetooth per monitorare l'acquisizione del segnale in tempo reale durante gli stati pre e post riposo e durante la pratica delle asana yoga. Utilizza l'interfaccia del sistema per verificare i parametri di qualità del segnale, come il rapporto segnale/rumore e l'indice di accoppiamento del cuoio capelluto. Con il partecipante seduto, verificare che i suoi piedi siano piatti, le mani in grembo e la schiena supportate. Chiedi se si sentono a proprio agio prima di iniziare. Quindi, fissa il cappuccio dell'optodo con un sottogola e usa un bastoncino di bambù per separare i capelli per il contatto diretto con il cuoio capelluto. Con il cappuccio fissato e il partecipante seduto, chiedigli di rilassarsi con gli occhi chiusi per iniziare la misurazione dello stato di riposo pre-asana per sei minuti. Raccogli i dati fNIRS a 25 hertz durante questo periodo. Utilizzare il software di acquisizione per valutare la qualità del segnale tramite il modulo DAQ. Per garantire un movimento minimo, istruire i partecipanti a non muovere le sopracciglia o toccare il viso e a evitare di addormentarsi durante lo stato di riposo. Successivamente, chiedi ai partecipanti se si sono addormentati accidentalmente per verificare l'accuratezza dei dati. Una volta completato il primo stato di riposo, rimuovere la sedia. Fai alzare i partecipanti confermando che il segnale rimane stabile. Chiedi loro di seguire la presentazione pre-programmata, che procede automaticamente con i segnali di postura. Fornisci istruzioni verbali durante l'esecuzione della presentazione. Registra manualmente i marcatori di postura etichettati A, B, C e D utilizzando la funzione di annotazione degli eventi nel software di acquisizione per marcare ogni transizione per l'analisi dei dati. Dopo la sessione attiva, verificare che tutti i marcatori di postura siano stati abbinati correttamente con le transizioni delle diapositive corrispondenti per garantire un'etichettatura accurata dei dati. Con il limite ancora fissato e la qualità del segnale confermata, chiedi ai partecipanti di sedersi di nuovo. Quindi inizia la misurazione dello stato di riposo post-asana con gli occhi chiusi per sei minuti. Attendi da due a cinque minuti dopo l'asana per garantire la calibrazione del sistema e segnali chiari prima di iniziare la misurazione post-riposo. Ricorda ai partecipanti di evitare il movimento e di rimanere svegli come nel periodo di riposo precedente, quindi inizia la misurazione dopo il riposo. L'analisi preliminare dei canali attivi ha rivelato differenze significative tra la postura di controllo A e le posture B e C. La postura B ha suscitato risposte di emoglobina ossigenata significativamente maggiori rispetto alla postura basale A in tutti i canali misurati. La postura C ha anche provocato risposte HBO significativamente elevate rispetto alla postura basale A. Aumenti significativi dell'attività della corteccia prefrontale sono stati osservati durante tutte e tre le posture yoga attive rispetto alla postura basale, con attività particolarmente pronunciata nell'emisfero destro. La postura B ha indotto la più grande attivazione neurale nella corteccia prefrontale inferiore destra e mediale. La postura C ha provocato l'attivazione bilaterale della corteccia prefrontale. La postura D ha mostrato un solo canale significativo con un moderato aumento della concentrazione di emoglobina ossigenata, suggerendo il minor impatto sull'attività della corteccia prefrontale tra tutte e tre le posture. L'analisi della connettività funzionale dello stato di riposo ha mostrato una diminuzione della connettività principalmente nella corteccia prefrontale mediale sinistra dopo la pratica delle asana yoga, che è una regione associata alla rete in modalità predefinita.