Pædiatrisk hemiplegi: Synergistisk behandling ved hjælp af rTMS og CIT

A. Specifikke mål Den foreslåede forskning vil udforske en ny metode til at fremme hjernereorganisering og genopretning af funktion hos børn med hemiplegi. Beviser viser, at selvom hjernen har bemærkelsesværdig reorganisering efter neural fornærmelse, er nogle ændringer utilpassede og efterlader individet med yderligere tab af funktion. Hos voksne kan motoriske neuroner i den ipsilesionale (slagtilfælde) halvkugle, der har overlevet slagtilfældet, gennemgå et tab af excitabilitet. Interhemisfærisk (transcallosal) hæmning pålægges disse neuroner fra den kontralæsionelle (ikke-slagtilfælde) hemisfære. Hos både den voksne og barnet tyder beviser på, at øgede ipsilaterale fremspring fra den kontralesionale hemisfære til den paretiske hånd, sandsynligvis på grund af kompenserende adfærd, faktisk forværrer handicappet. Vi postulerer, at effektiviteten af ​​træning af paretisk lemmeraktivitet kan forbedres, når den kombineres med elektrofysiologisk intervention, der undertrykker aktiviteten i de kontralæsionelle motorneuroner. Gentagen transkraniel magnetisk stimulation (rTMS) er en potent og ikke-invasiv måde at påvirke hjernens excitabilitet på. rTMS, ved lave frekvenser, sænker neurale funktioner. Ved at stimulere den kontralæsionelle motoriske cortex ved lav frekvens og derved undertrykke dens interhemisfæriske hæmning af den ipsilesionale motoriske cortex, induceres en netto excitatorisk effekt (disinhibering) på den ipsilesionale motoriske cortex. Forud for lavfrekvent rTMS med priming rTMS (se nedenfor) har det vist sig at øge størrelsen af ​​eftervirkningen. Vi har for nylig demonstreret sikkerheden ved enkeltbehandlinger af 6-Hz-primet lavfrekvent rTMS hos voksne med slagtilfælde, og vi er i øjeblikket involveret i et voksen NIH R01-finansieret studie, der undersøger effektiviteten, mekanismen og sikkerheden af ​​serielle behandlinger af rTMS kombineret med motorisk læringstræning. Manglende håndtering af det store hul i pædiatrisk hjernereorganisering fastholder kun brugen af ​​konservative, men sandsynligvis suboptimale behandlingsstrategier. Vores langsigtede mål er at genoprette excitabilitet for overlevende, men sovende motoriske neuroner i den læsionerede halvkugle hos børn med hemiplegi og derved fremme højere motorisk restitution. For at nå dette mål er vores mål at kombinere effekterne af 6-Hz primet lavfrekvent rTMS med en aktuel form for motorisk læringstræning, constraint induced therapy (CIT), for at opnå en synergisme, der kan give hidtil uset hjernereorganisering og genopretning af hjernen. fungere.

Specifikt mål #1: Undersøg sikkerheden ved fem behandlinger af 6-Hz primet lavfrekvent rTMS vekslende med fem behandlinger af CIT hos børn med hemiplegi.

Bivirkninger vil blive målt gennem observation for anfald, løbende lægescreening, evaluering af kognitiv funktion og motorisk funktion i den nonparetiske hånd. Arbejdshypotesen er:

1. Fem 6-Hz primede lavfrekvente rTMS-behandlinger kombineret med CIT vil ikke frembringe nogen anfaldsaktivitet eller nogen anden alvorlig negativ virkning.

Specifikt mål #2. Bestem den synergistiske effekt af rTMS kombineret med CIT på funktionelle resultater hos børn med hemiplegi.

Femten børn med hemiplegi på hvert af to pædiatriske medicinske centre (i alt N=30) vil blive tilfældigt tildelt i lige antal til en af ​​to grupper: rTMSreal/CIT, rTMSsham/CIT. Arbejdshypoteserne er:

1. Begge grupper vil vise signifikant forbedring i funktionelle resultater i den paretiske hånd ved posttest sammenlignet med deres prætest.
2. rTMSreal/CIT-gruppen vil vise signifikant større funktionsforbedring i den paretiske hånd sammenlignet med rTMSsham/CIT-gruppen.

Specifikt mål #3: Udforsk hjernereorganiseringen forbundet med 6-Hz primet lavfrekvent rTMS kombineret med CIT.

Behandlingsinduceret hjernereorganisering i den ipsilesionale hemisfære vil blive udforsket med fremkaldt kortikal excitabilitet ved hjælp af TMS til parret pulstestning og kortikal tavs periodetestning, såvel som med frivillig kortikal rekruttering ved hjælp af funktionel magnetisk resonansbilleddannelse (fMRI). Arbejdshypoteserne er:

1. Begge grupper vil vise signifikant større respons med TMS-test og fMRI-test ved posttest sammenlignet med deres prætest.
2. rTMSreal/CIT-gruppen vil vise væsentligt større ændringer sammenlignet med rTMSsham/CIT-gruppen.

Denne forskning er nyskabende ved, at den kombinerer en unik form for ikke-invasiv hjernestimulering (primet lavfrekvent rTMS) med adfærdstræning (CIT) for at fremme en synergisme, der kunne opnå højere restitution ved pædiatrisk hemiplegi end gennem begge behandlinger alene. De forventede resultater er forbedret håndfunktion uden bivirkninger, der fører til forbedret livskvalitet og reduceret plejebyrde i hele levetiden for børn med hemiplegi.