تاثیر تحریک جریان مستقیم جمجمه ‌ای(tdcs) قشر حرکتی بر اجرایقدرتی و استقامتی آزمودنی ‌های سالم دانشگاهی

مقدمه: تحریک جریان مستقیم جمجمه ای یک تکنیک غیرتهاجمی است که جهت تغییر فعالیت قشر مغزی استفاده می شود. این شکل از جریان قادر به القاء تغییراتی در فعالیت الکتریکی درون و بیرون نرون ها است که منجر به تغییر پتانسیل استراحتی غشاء و در نتیجه اصلاح کارآیی سیناپس عصبی می شود. از این رو، هدف این مطالعه بررسی تاثیر تحریک جریان مستقیم فراجمجمه ای(tdcs) قشر حرکتی بر اجرای قدرتی و استقامتی آزمودنی های سالم دانشگاهی بود.مواد و روش ها: 10 آزمودنی مرد جوان و سالم(سن 1.41 ±21.23 سال) به صورت داوطلبانه در تحقیق حاضر شرکت نمودند. در جلسه اول، آشناسازی، اندازه گیری یک تکرار بیشینه و اندازه های آنتروپومتریک اجرا شد. سپس در یک جلسه، 4 نوبت با 90 درصد یک تکرار بیشینه تا واماندگی را برای بازکننده های زانوی راست بر روی دستگاه جلو پا و در جلسه دیگر با فاصله 72 ساعت سه نوبت با 70 درصد یک تکرار بیشینه تا واماندگی برای عضلات تاکننده آرنج راست بر روی دستگاه لاری را انجام دادند. زمان استراحت بین نوبت ها در فعالیت عضلات بازکننده زانو 3 دقیقه و برای فعالیت عضلات تاکننده آرنج90 ثانیه بود. هم زمان فعالیت الکتریکی عضلات درگیر و تعداد تکرارهای انجام شده در هر نوبت نیز ثبت شد. بلافاصله، پس از اتمام کل نوبت های هر فعالیت، تحریک آندی(2 میلی آمپر به مدت 15 دقیقه) و ساختگی(2 میلی آمپر به مدت 15 دقیقه که پس از 30 ثانیه تحریک قطع شد) برای هر فعالیت در دو جلسه متفاوت به صورت طرح تصادفی متقاطع بر جمجمه آزمودنی ها به کار گرفته شد. الکترودها(آند و مرجع) به یک دستگاه تحریک جریان ثابت با برون ده بیشینه 10 میلی آمپر متصل شد. بلافاصله پس از اعمال tdcs آزمودنی ها، دوباره آزمون های ابتدایی را اجرا نمودند و فعالیت الکتریکی عضلات درگیر و تعداد تکرارها در هر دور مجدداً ثبت شد. جمع آوری داده های دامنه سیگنال emg با استفاده از دستگاه الکترومایوگرافی با فرکانس 2000 هرتز انجام شد.یافته های پژوهش: تعداد تکرارها(p=0.001) و حجم کار قدرتی انجام شده(p=0.001) در گروه تحریکی افزایش معناداری را در مقایسه با گروه ساختگی نشان داد. تعداد تکرارها(p=0.855) و حجم کار استقامتی انجام شده(p=0.875) در دو گروه تفاوت معناداری را نشان نداد. نتایج فعالیت الکتریکی عضله راست رانی(p=0.197)، پهن جانبی(p=0.363)، پهن داخلی(p=0.227) و دوسر بازویی(p=0.078) تفاوتی را در قبل و پس از مداخله بین دو گروه نشان نداد.بحث و نتیجه گیری: نتایج این مطالعه نشان می دهد که یک جلسه تحریک tdcs آندی منجر به افزایش قدرت عضلات بازکننده زانو می شود اما تاثیری بر اجرای استقامتی عضلات تاکننده آرنج ندارد که می تواند ناشی از موقعیت الکترودی استفاده شده در این تحقیق باشد. هم چنین یک جلسه tdcs آندی بر فعالیت الکتریکی عضلانی در هیچ کدام از اجراهای قدرتی و استقامتی تاثیر معناداری ندارد.

Effect of Motor Cortex Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS)on the Strength and Endurance performance of Healthy Collegiate Subjects

Introduction: Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive technique used to modify the activity of the cortex of the brain. This form of current is capable of inducing changes in the electrical activity inside and outside of the neurons, which leads to a change in the resting membrane potential and thus improves the efficiency of the neural synapse. Therefore, the aim of this study was to investigate the effect of tDCS over motor cortex on strength and endurance performance of healthy collegiate subjects. Materials Methods: In total, 10 young and healthy male subjects (age range: 21.23 ±1.41 year) voluntarily participated in this study. Onerepetition maximum (1 RM) of knee extension and anthropometric measurements were determined on the first session. In the next session, the subjects performed 4 sets with 90% of 1 RM to exhaustion for right knee extensors on the leg extension. In the other session, 3 sets with 70% of 1 RM to exhaustion for the right elbow flexors was performed with an interval of 72 h on the preacher curl machine. The rest time between the turns in the activity of the kneelowering muscles and elbow flexing of the elbows was 3 min and 90 sec, respectively. Meanwhile, the electrical activity of the involved muscles and the number of repetitions performed in each set were recorded in this study. Immediately after performing all sets, anodal stimulation (2 mA for 15 min) and sham (2 mA for 15 min, which was interrupted after 30 sec) were used in two sessions in a randomized crossover design over cranium of the subjects. The electrodes (anode and reference) were connected to a constant current excitation device with a maximum of 10 mA. Immediately after applying tDCS, the subjects again performed the initial tests, and the electrical activity of the involved muscles and the number of repetitions were rerecorded in each set. The electromyography signal amplitude data were collected using a 2000 Hz electromyography device. Data were analyzed using ANCOVA. Pvalue less than 0.05 were regarded statistically significant. Ethics code: IR.LUMS.REC.1396.303 Findings: The results showed a significant difference within the two stimulation methods regarding the number of repetitions and the volume of work performed in the strength training session (P=0.001). However, there was no significant difference within the two stimulation methods in terms of the number of repetitions and the volume of work performed in the endurance training session (P>0.05). Moreover, no significant difference was observed within the two stimulation methods regarding the electrical activity of rectus femoris (P=0.197), vastus lateralis (P=0.363), vastus medialis (P=0.227), and biceps brachialis (P=0.078) muscles before and after the treatment. Discussion conclusions: The results of this study indicate that an anodal tDCS stimulation session leads to an increase in the strength of the knee extensor muscles. However, it has no effect on the endurance performance of elbow flexors which may result from the electrode montage in this study. Moreover, an anodal tDCS stimulation session has no significant effect on the muscular electrical activity during performing strength and endurance activities.