Opakovaná transkraniální magnetická stimulace spárovaná s rozšířenou realitou ke změně příznaků otřesu mozku

Výskyt traumatického poranění mozku (TBI) v Kanadě roste (Rao et al., 2017) a očekává se, že do roku 2031 bude jedním z nejčastějších neurologických stavů postihujících Kanaďany (Public Health Agency of Canada, 2014). Až 90 % TBI je klasifikováno jako mírné (m)TBI, známé také jako otřes mozku (Cassidy et al., 2004). Federální zpráva o otřesech mozku z roku 2019 uvedla roční prevalenci 200 000 mTBI v Kanadě (Casey & Fonseca, 2019). Symptomy mTBI, nazývané post-otřesové symptomy (PCS), zahrnují závratě, bolest hlavy, změny nálady a kognitivní poruchy (Ryan & Warden, 2003). PCS se obecně vyřeší samo. Někteří pacienti však pociťují perzistentní PCS trvající déle než 3 měsíce po počátečním poranění hlavy.

Závratě jsou po bolesti hlavy druhým nejčastějším příznakem mTBI (Gianoli, 2022). Odhaduje se, že až 81 % pacientů s mTBI bude mít při počátečním klinickém vyšetření závratě, které mohou u 25 % pacientů přetrvávat déle než 1 rok po počátečním traumatu (Corwin et al., 2015; Hartvigsen et al. , 2014). Závratě po otřesu mozku (PCD) se mohou projevovat jako posturální nestabilita, pokračující vertigo, poruchy rovnováhy, nevolnost a nesnášenlivost pohybu hlavy (Dougherty et al., 2024; Marshall et al., 2015). Tyto příznaky mohou drasticky snížit kvalitu života a ovlivnit schopnost řídit, pracovat a vykonávat každodenní činnosti (Ciorba et al., 2017; Hall et al., 2022).

PCD je typicky spojeno s vestibulárním postižením (Gianoli, 2022). Dále mnoho pacientů, kteří si stěžují na závratě po mTBI, vykazuje fyziologické abnormality se sluchovým a vestibulárním systémem (Toglia et al., 1970). V důsledku toho je nejvýhodnější léčbou PCD forma balančního tréninku nazývaná vestibulární rehabilitační terapie (VRT; 6,14). VRT se skládá ze souboru cvičení, která podporují adaptaci, substituci a habituaci vestibulárního systému (Galeno et al., 2022). Adaptace, zprostředkovaná neuroplasticitou, je postupná přestavba nervového systému, jak se „adaptuje“ na signály z poškozeného vestibulárního systému. Substituce je proces učení strategií ke kompenzaci špatné vestibulární funkce. Habituace je postupná desenzibilizace vůči určitým pohybům opakovaným vystavením těmto pohybům. Tato cvičení jsou často individuálně předepisována na základě osobních oblastí postižení (Murray et al., 2017). Specifické typy cvičení zahrnují cvičení stability pohledu, návyku, substituce a rovnováhy. Tyto cílové deficity vestibulo-okulárního reflexu (VOR) zlepšují zhoršenou citlivost pohybu, usnadňují centrální přeprogramování a zlepšují rovnováhu (Aligene & Lin, 2013). Tradiční VRT, jako je rovnovážný úkol, je monotónní a ke správě často vyžaduje vyškolené odborníky (Smółka et al., 2020). VRT ve formě interaktivních her je však poutavá a bylo prokázáno, že pozitivně ovlivňuje rovnováhu, závratě a pohyblivost (Rosiak et al., 2018; Szturm et al., 2011). Forma senzomotorického tréninku spočívající v interaktivní hře prezentované prostřednictvím rozšířené reality (AR) nebyla dosud prozkoumána. Může sloužit ke snížení PCD podobnými mechanismy jako výše uvedené VRT.

AR je typicky prezentována přes neprůhledné brýle, které překrývají virtuální objekty do uživatelského prostředí. Uživatelé pak mohou komunikovat s virtuálním i fyzickým prostředím současně. Naše intervence AR zahrnuje hru, která podporuje cílené pohyby hlavy k plnění úkolů v různých orientacích hlavy a posturálních pozicích. Prostřednictvím opakované expozice si tato hra klade za cíl usnadnit adaptaci, substituci a zvykání vestibulárního systému za účelem snížení PCD.

Neinvazivní neuromodulační technika nazývaná repetitivní transkraniální magnetická stimulace (rTMS) může zlepšit vestibulární trénink AR. Jedna forma dodávání rTMS nazývaná intermitentní stimulace theta burstem (iTBS) podporuje synaptickou plasticitu tím, že vyvolává změny podobné dlouhodobé potenciaci (LTP) v neuronální dráždivosti (Huang et al., 2009). Literatura naznačuje, že iTBS dodávaný do primární motorické kůry (M1) může zlepšit učení ve spojení s motorickým tréninkem (Platz et al., 2018; J. J. Zhang et al., 2022). rTMS může také zlepšit závratě. Deset sezení rTMS snižuje závažnost a frekvenci příznaků závratí o více než 50 % u pacientů trpících závažnou PCD (Paxman et al., 2018). iTBS dodávaný do M1 zlepšuje rovnováhu u pacientů po mrtvici (Liao et al., 2023). Systémový zánět je důležitou fyziologickou odpovědí na mTBI, která může přispívat k závratím (Visser et al., 2022). Několik studií pozorovalo protizánětlivé účinky rTMS v klinických populacích, jako je mrtvice a deprese (Cha et al., 2022; Rajkumar, 2024; Velioglu et al., 2021; Zuo et al., 2022). Zhao a kol. zjistili, že 20 sezení rTMS u pacientů s refrakterní depresí snížilo zvýšené hladiny TNF-⍺ a IL-1β na hladiny zdravých kontrol. Hladiny BDNF, který je důležitý pro růst mozku, se po intervenci zvýšily na úroveň zdravých kontrol. Tento účinek na TNF-⍺, IL-1β a BDNF nebyl pozorován v klinické kontrolní skupině, která nedostala rTMS (Zhao et al., 2019). Cha a kol. popsali podobné snížení zánětlivých cytokinů TNF-⍺, IL-1β a IL-6 po 10 sezeních rTMS u pacientů po mrtvici (Cha et al., 2022). Velioglu a kol. zjistili, že 10 sezení rTMS zvýšilo BDNF u pacientů s Alzheimerovou chorobou (Velioglu et al., 2021). Tyto účinky také poskytují důkaz o možném mechanismu účinku rTMS na další perzistentní PCS.

Pacienti s těžkou perzistující PCD často vyžadují lékařskou nebo chirurgickou intervenci (Gianoli, 2022). Pro tyto jedince existuje jasná potřeba neinvazivních léčebných možností. Primárním cílem této studie je určit, zda je navrhovaná technika proveditelná a zda ji lze použít ke změně symptomů otřesu u pacientů s PCD ve větší studii. Tato studie bude také zkoumat účinky iTBS v kombinaci s vestibulárním tréninkem AR na postižení závratěmi a posturální stabilitu u pacientů s PCD. Kromě toho je cílem tohoto výzkumu zjistit, zda rTMS může modulovat zánět u perzistujících PCS.