A complete lack of bilateral activation of tibialis anterior (TA) during gait initiation (GI), along with bradykinetic anticipatory postural adjustments (APAs), often occurs in patients with Parkinson’s disease (PD) in their OFF-medication state. Functional electrical stimulation (FES) is a non-pharmacological method frequently used in neurorehabilitation to optimize the effect of L-DOPA on locomotor function in this population. The present study tested the potential of bilateral application of FES on TA to improve GI in PD patients. Fourteen PD patients (OFF-medication state, Hoehn and Yahr state 2-3) participated in this study. They performed series of ten GI trials on a force-plate under the following experimental conditions: 1) GI without FES (control group), 2) GI with 2Hz-FES (considered as a very low FES frequency condition without biomechanical effect; placebo group) and 3) GI with 40Hz-FES (test group). In 2) and 3), FES was applied bilaterally to the TA during APAs (300 mA intensity/300 μs pulse width). Main results showed that the peak of anticipatory backward center of pressure shift, the forward center of mass (COM) velocity and shift at foot off were significantly larger in the 40 Hz FES condition than in the control condition, while the duration of step execution was significantly shorter. In contrast, the capacity of participants to brake the fall of their COM remained unchanged across conditions. Globally taken, these results suggest that acute application of 40-Hz FES to the TA may improve the capacity of PD patients to generate APAs during GI, without altering their balance capacity.

中文翻译：

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对于处于停药状态的帕金森病患者，双侧胫前肌电刺激是否能改善步态开始时的预期姿势调整？

在步态开始 (GI) 期间，完全缺乏双侧胫前肌 (TA) 激活，以及运动迟缓预期姿势调整 (APA)，通常发生在处于停用药物状态的帕金森病 (PD) 患者中。功能性电刺激 (FES) 是一种常用于神经康复的非药物方法，用于优化左旋多巴对该人群运动功能的影响。本研究测试了双侧应用 FES 对 TA 改善 PD 患者 GI 的潜力。14 名 PD 患者（关闭药物状态，Hoehn 和 Yahr 状态 2-3）参与了这项研究。他们在以下实验条件下在测力板上进行了一系列 10 次 GI 试验：1) 没有 FES 的 GI（对照组），2) 使用 2Hz-FES 的 GI（被认为是没有生物力学效应的非常低的 FES 频率条件；安慰剂组）和 3) 使用 40Hz-FES 的 GI（测试组）。在 2) 和 3) 中，在 APA 期间将 FES 双向应用到 TA（300 mA 强度/300 μs 脉冲宽度）。主要结果表明，在 40 Hz FES 条件下，压力偏移的预期后向中心、向前质心 (COM) 速度和脚下偏移的峰值显着大于控制条件下，而步骤执行的持续时间为明显更短。相比之下，参与者阻止 COM 下降的能力在不同条件下保持不变。从全球来看，这些结果表明，将 40 Hz FES 急性应用于 TA 可能会提高 PD 患者在 GI 期间产生 APA 的能力，而不会改变他们的平衡能力。在 APA 期间，FES 被双边应用于 TA（300 mA 强度/300 μs 脉冲宽度）。主要结果表明，在 40 Hz FES 条件下，压力偏移的预期后向中心、向前质心 (COM) 速度和脚下偏移的峰值显着大于控制条件下，而步骤执行的持续时间为明显更短。相比之下，参与者阻止 COM 下降的能力在不同条件下保持不变。从全球来看，这些结果表明，将 40 Hz FES 急性应用于 TA 可能会提高 PD 患者在 GI 期间产生 APA 的能力，而不会改变他们的平衡能力。在 APA 期间，FES 被双边应用于 TA（300 mA 强度/300 μs 脉冲宽度）。主要结果表明，在 40 Hz FES 条件下，压力偏移的预期后向中心、向前质心 (COM) 速度和脚下偏移的峰值显着大于控制条件下，而步骤执行的持续时间为明显更短。相比之下，参与者阻止 COM 下降的能力在不同条件下保持不变。从全球来看，这些结果表明，将 40 Hz FES 急性应用于 TA 可能会提高 PD 患者在 GI 期间产生 APA 的能力，而不会改变他们的平衡能力。在 40 Hz FES 条件下，前重心 (COM) 速度和脚下偏移明显大于控制条件，而步骤执行的持续时间明显更短。相比之下，参与者阻止 COM 下降的能力在不同条件下保持不变。从全球来看，这些结果表明，将 40 Hz FES 急性应用于 TA 可能会提高 PD 患者在 GI 期间产生 APA 的能力，而不会改变他们的平衡能力。在 40 Hz FES 条件下，前重心 (COM) 速度和脚下偏移明显大于控制条件，而步骤执行的持续时间明显更短。相比之下，参与者阻止 COM 下降的能力在不同条件下保持不变。从全球来看，这些结果表明，将 40 Hz FES 急性应用于 TA 可能会提高 PD 患者在 GI 期间产生 APA 的能力，而不会改变他们的平衡能力。