Transkraniální stimulace stejnosměrným proudem versus virtuální realita při chůzi u dětí se spastickou diplegií

Dětská mozková obrna (CP) je způsobena raným stádiem poranění mozku, které postihuje 2 až 3 děti z každých 1000 živě narozených dětí. CP se dělí na různé podtypy v závislosti na dominantních neurologických příznacích: spastické, dyskinetické nebo ataxické. Častými komplikacemi jsou epilepsie a mentální postižení, stejně jako problémy s řečí, sluchem a zrakem [1]. spastická diplegická CP je jednou z nejčastějších vývojových vad v průběhu života, způsobená rozsáhlými změnami podkorové mozkové aktivity se sníženou aktivací kortikospinálních a somatosenzorických okruhů, což vede ke snížené aktivaci centrálního nervového systému při volních činnostech.

Porucha chůze je pozorována u 90 % dětí se spastickou diplegickou CP, která pramení z této snížené kortikální dráždivosti a je doprovázena spasticitou dolních končetin, nadměrnou svalovou slabostí, zhoršenou pohyblivostí kloubů a špatnou koordinací a rovnováhou. Konkrétně děti s CP mají mezi jinými ovlivněnými časoprostorovými parametry chůze sníženou rychlost chůze, kadenci a délku kroku. Mezinárodní klasifikace funkčního postižení a zdraví považuje změny v prostorových a časových charakteristikách chůze za důležité prediktory špatné funkce a účasti komunity. Kromě toho jsou v této populaci běžné chůze přikrčené, nůžkové a další atypické vzorce chůze, které dále ovlivňují kinematické a kinetické charakteristiky chůze a vedou k metabolicky nákladné lokomoci, vysokému riziku pádu a dlouhodobému poškození pohybového aparátu. U dětí se spastickou diplegií CP je primárním cílem rehabilitace usnadnit mobilitu a vhodné vzorce chůze s vnější pomocí nebo bez ní. Zlepšení časoprostorových a kinetických charakteristik chůze by zlepšilo funkci chůze, zvýšilo efektivitu chůze a snížilo riziko dlouhodobé invalidity. Na druhé straně by to těmto dětem umožnilo účastnit se více činností každodenního života, smysluplných interakcí s rodinou a společností a průzkumu životního prostředí a také zlepšit jejich fyzický vývoj.

V současné studii vyšetřovatelé zvažovali dvě technologicky řízené strategie, které by mohly potenciálně zacílit na poruchy chůze a zlepšit funkci chůze u dětí s CP: virtuální realitu (VR) a transkraniální stimulaci stejnosměrným proudem (tDCS). Obě intervence byly studovány pro svůj terapeutický potenciál se smíšenými výsledky, zejména u dětí. Konkrétně může VR simulovat aktivity v reálném životě a zároveň poskytovat opakování, rozšířený senzorický vstup a zpětnou vazbu, redukci/augmentaci chyb pro zvýšení motivace během rehabilitačního procesu. Jako tréninkový nástroj poskytuje VR vizuální percepční stimulaci vyplývající z dynamických změn v kontextu, což může pomoci při provádění regulovaných cvičení a zároveň vyžaduje koncentraci a další posturální kontrolu. Neuroimagingové studie naznačují, že VR může usnadnit učení a zotavení stimulací kortikální reorganizace a neurální plasticity. Předchozí výzkum využíval VR jako terapeutický nástroj pro děti ke zlepšení rovnováhy, rychlosti chůze a/nebo vzdálenosti a také k podpoře fyzické aktivity. Bylo prokázáno, že další terapie VR zvyšují funkční výkon při činnostech včetně dřepu, držení těla ve stoje a výdeje energie. Díky komercializaci produktů souvisejících s VR, jako je Nintendo Wii, je mnoho virtuálních her snadno dostupných pro domácí použití. Tyto hry jsou často navrženy tak, aby vyzývaly a trénovaly rovnováhu, držení těla a dynamické pohyby, které jsou kritickými faktory pro chůzi. Rehabilitace založená na VR tak může nabídnout jedinečný, dostupný terapeutický přístup ke snížení poruch chůze a zlepšení dynamických funkcí.

Naproti tomu tDCS je neuromodulační technika zaměřená na optimalizaci existujících nervových drah s cílem prodloužit a/nebo zlepšit funkční zisky dosažené rehabilitací. tDCS se aplikuje buď anodickou nebo katodickou stimulací, což odpovídá excitaci nebo inhibici stimulovaných oblastí mozku. Anodální stimulace zvyšuje kortikální excitabilitu prostřednictvím depolarizace, což umožňuje spontánnější odpálení buněk, zatímco katodická stimulace má inhibiční účinek prostřednictvím hyperpolarizace. Funkčně to znamená, že aplikace tDCS ovlivní aktivitu v oblasti mozku, na kterou se zaměřuje. Předchozí výzkumy ukazují, že inhibovaný kortikální vstup do kortikospinálního traktu je možnou příčinou zvýšené spasticity u CP, takže je rozumné předpovědět, že anodická stimulace by zmírnila tyto příznaky u jedinců se spastickou CP. Neurofyziologické účinky anodického tDCS mohou také potencovat motorické učení prostřednictvím tohoto zvýšení kortikální aktivity, což je použitelné pro léčbu všech podtypů CP. Tyto výhody se mohou promítnout i do funkčně zlepšené chůze.