Priming s tDCS: Rozšíření okna zotavení u chronické mrtvice

CÍL 1: Zjistit, zda se motorická výkonnost UE významně zlepšuje u jedinců se středně závažným poškozením v důsledku chronické cévní mozkové příhody, po anodickém tDCS aplikovaném na ipsilezionální PMd během UE, TRT prováděné třikrát týdně po dobu 4 týdnů. Hypotéza: Po 4týdenním, tDCS-párovaném UE TRT programu, dojde k významným změnám v unimanuální a bimanuální výkonnosti u jedinců se středně závažným poškozením z chronické cévní mozkové příhody, jak bylo zjištěno klinickými hodnoceními. Naším primárním měřením bude akcelerometrie UE získaná pomocí zápěstních ActiGraphs; sekundárním měřením bude test funkce Wolf Motor Function Test (WMFT).

CÍL 2: Zjistit, zda existují významné strukturální a funkční změny mozku u jedinců se středně závažným poškozením v důsledku chronické cévní mozkové příhody, po anodickém tDCS aplikovaném na ipsilezionální PMd ve spojení s obvodovým, UE, TRT prováděným 3krát týdně po dobu 4 týdnů. Hypotéza: Po 4týdenním programu UE TRT spárovaném s tDCS dojde k významným strukturálním/funkčním změnám mozku, jak bylo detekováno zobrazením magnetickou rezonancí (MRI) a funkčním MRI (fMRI). Na základě předchozí práce4,10 očekáváme, že dojde ke zvýšení funkční konektivity v klidovém stavu, jak je ukázáno pomocí BOLD fMRI mezi cerebellum a kortikálními oblastmi.

Trénink související s úkoly (TRT) je léčebný přístup, jehož cílem je zvýšit používání paretické paže, vyhnout se naučenému nepoužívání a minimalizovat kompenzaci (Thielman et al, 2004). Zahrnuje variabilní nácvik cílených funkčních pohybů v přirozeném prostředí (Ada et al, 1994) se zaměřením na řešení pohybových problémů (Gentile, 2000). Bylo zjištěno, že trénink související s úkoly významně zlepšuje funkci paretické paže po mozkové příhodě u jedinců s výchozí hodnotou UE FM < 35 (Kim a kol., 2013; Thielman a kol., 2004; Thielman, 2015; Wu a kol., 2000).

Účinky TRT by mohly být zesíleny párováním neinvazivní mozkové stimulace. Bylo zjištěno, že motorické primování před nebo během cvičení úkolů podporuje motorické učení a funkci UE u zdravých jedinců a osob po mozkové příhodě zvýšením neuroplasticity (Fusco et al., 2014; Stoykov a Madhavan, 2015; Stoykov a Stinear, 2010). Anodální transkraniální stimulace stejnosměrným proudem (tDCS) je jednou z forem stimulace (Fusco et al., 2014). Anodální tDCS zvyšuje neuronální excitabilitu depolarizací membránového potenciálu, zatímco katodický tDCS snižuje excitabilitu a hyperpolarizuje membránový potenciál (Nitsche a Paulus, 2001). Poté, co účinky anodické stimulace tDCS, zahrnující aktivaci NDMA receptorů spojených s dlouhodobou potenciací, trvají až 120 minut (min) (Madhavan a Shah, 2012). Anodální tDCS podávaný během intervence má větší dopad na funkci UE než samotná terapie nebo tDCS (Bolognini et al., 2011; Butler et al., 2013; Cho et al., 2015; Lee a Lee, 2015; Yao et al., 2015). Zatímco příjem tDCS během terapeutických intervencí je slibný, může omezit terapii na programy vsedě nebo více sedavé. Vzhledem k podpoře v literatuře se domníváme, že může být účinnější podporovat neuroplasticitu a funkční zotavení UE u pacientů, kteří přežili chronickou mrtvici, pokud se tDCS provádí opakovaně, během účasti v dynamickém programu UE ve stoje. Náš program UE TRT ve stoje založený na okruhu vyžaduje od účastníků více aerobního úsilí než programování v sedě a ukázalo se, že větší aerobní úsilí podporuje neuroplasticitu u osob po mrtvici (Mang et al., 2013; Quaney et al., 2009).

Rozšíření plasticity za motorickou kůru. Dorzální premotorický kortex (PMd) může být vhodnějším nervovým substrátem pro podporu zotavení u středně postižených jedinců. Zatímco výsledky anodického primingu nad ipsilezionální motorickou kůrou jsou slibné, účinky byly primárně omezeny na osoby s mírným postižením. U osob se středně závažným poškozením je poškozena podstatná část motorického kortexu a/nebo kortikospinálního systému, přičemž v M1 zůstává méně nervového substrátu, než je možné zaměřit pomocí anodového tDCS. U takových jedinců mohou mít alternativní kortikální místa větší potenciál k reorganizaci a realizaci motorického zotavení. Dříve jsme (Kantak et. al., 2012) a další (Plow et al., 2016) navrhli, že PMd může být jedinečně připraven k reorganizaci a realizaci zotavení po poranění motorické kůry. PMd přispívá k více než 30 % sestupných kortikospinálních vláken (Barbas a Pandya, 1987; Dum a Strick, 2002). Dále bylo prokázáno, že PMd se po mrtvici reorganizuje a přispívá k motorické výkonnosti (Fridman et al., 2004; Kantak et al., 2012; Mohapatra et al., 2016). Věříme, že výhoda aktivace PMd před zapojením do obvodového UE TRT vyžaduje další zkoumání.

Zobrazování mozku. Použití hybridního difúzního zobrazování magnetickou rezonancí (MRI) a funkčního MRI (fMRI) ke kvantifikaci strukturálních a funkčních změn v mozku je zásadní pro pochopení změn chování po zranění a s tréninkem. Funkční organizace intaktní kortikální tkáně po mrtvici závisí na zkušenostech s chováním po poranění (O'Shea et al, 2007). Neurozobrazování bylo použito k prokázání zvýšení nervové aktivity u osob, které se zapojily do TRT po mrtvici (Nelles et al, 2001). Pomocí fMRI k hodnocení funkce mozku lze určit objem aktivace v regionálních oblastech mozku, což by mohlo být použito k predikci výsledku léčby (Cramer, 2008).