Priming med tDCS: Udvidelse af vinduet for genopretning ved kronisk slagtilfælde

MÅL 1: At bestemme, om UE motorisk ydeevne forbedres signifikant hos personer med moderat svækkelse fra kronisk slagtilfælde, efter anodal tDCS påført den ipsilesionale PMd under kredsløbsbaseret, UE, TRT udført tre gange om ugen i 4 uger. Hypotese: Efter et 4-ugers tDCS-parret UE TRT-program vil der være betydelige ændringer i unimanuel og bimanuel ydeevne hos personer med moderat svækkelse fra kronisk slagtilfælde, som påvist ved kliniske vurderinger. Vores primære mål vil være UE accelerometri indsamlet med håndledsbaserede ActiGraphs; en sekundær foranstaltning vil være Wolf Motor Function Test (WMFT).

MÅL 2: At bestemme, om der er signifikante strukturelle og funktionelle hjerneændringer hos individer med moderat svækkelse fra kronisk slagtilfælde, efter anodal tDCS påført den ipsilesionale PMd parret med kredsløbsbaseret, UE, TRT udført 3 gange om ugen i 4 uger. Hypotese: Efter et 4-ugers tDCS-parret UE TRT-program vil der være betydelige strukturelle/funktionelle hjerneændringer, som detekteres ved magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) og funktionel MR (fMRI). Baseret på tidligere arbejde, 4,10 forventer vi, at der vil være en stigning i hviletilstand funktionel forbindelse som vist ved brug af BOLD fMRI mellem cerebellum og corticale områder.

Opgaverelateret træning (TRT) er en behandlingstilgang, der har til formål at øge brugen af ​​den paretiske arm, undgå indlært misbrug og minimere kompensation (Thielman et al, 2004). Det involverer variabel øvelse af målrettede, funktionelle bevægelser i et naturligt miljø (Ada et al, 1994) med fokus på at løse bevægelsesproblemer (Gentile, 2000). Opgaverelateret træning har vist sig signifikant at forbedre den paretiske armfunktion efter slagtilfælde hos personer med baseline UE FM < 35 (Kim et al., 2013; Thielman et al., 2004; Thielman, 2015; Wu et al., 2000).

Virkningerne af TRT kunne forstærkes med ikke-invasiv hjernestimuleringsparring. Motorisk priming før eller under opgavepraksis har vist sig at fremme motorisk læring og UE-funktion hos raske individer og personer efter slagtilfælde ved at øge neuroplasticiteten (Fusco et al., 2014; Stoykov og Madhavan, 2015; Stoykov og Stinear, 2010). Anodal transkraniel jævnstrømsstimulering (tDCS) er en form for stimulering (Fusco et al., 2014). Anodal tDCS øger neuronal excitabilitet ved at depolarisere membranpotentialet, mens katodisk tDCS nedsætter excitabilitet og hyperpolariserer membranpotentialet (Nitsche og Paulus, 2001). Efter effekter fra anodal tDCS-stimulering, der involverer aktivering af NDMA-receptorer forbundet med langsigtet potensering, har det vist sig at vare op til 120 minutter (min) (Madhavan og Shah, 2012). Anodal tDCS administreret under intervention har en større indflydelse på UE-funktionen end terapi eller tDCS alene (Bolognini et al., 2011; Butler et al., 2013; Cho et al., 2015; Lee og Lee, 2015; Yao et al., 2015). Mens modtagelsen af ​​tDCS under terapeutiske interventioner er lovende, kan det begrænse terapien til siddende eller mere stillesiddende programmer. I betragtning af støtten i litteraturen mener vi, at det kan være mere effektivt at fremme neuroplasticitet og UE funktionel genopretning hos kroniske slagtilfælde, hvis tDCS udføres gentagne gange under deltagelse i et dynamisk UE-stående program. Vores kredsløbsbaserede, UE TRT stående program kræver mere aerob indsats fra deltagere end siddende programmering, og større aerob indsats har vist sig at fremme neuroplasticitet hos personer efter slagtilfælde (Mang et al., 2013; Quaney et al., 2009).

Udvider plasticiteten ud over motorbarken. Den dorsale præmotoriske cortex (PMd) kan være et mere egnet neuralt substrat til at fremme restitution hos moderat svækkede individer. Mens resultaterne af anodal priming over den ipsilesionale motoriske cortex er lovende, har virkningerne primært været begrænset til personer med milde funktionsnedsættelser. For personer med moderat funktionsnedsættelse er en væsentlig del af det motoriske cortex og/eller corticospinalsystem beskadiget, hvilket efterlader mindre neuralt substrat i M1, end der kan målrettes ved hjælp af anodal tDCS. Hos sådanne individer kan alternative kortikale steder have større potentiale til at omorganisere og implementere motorisk genopretning. Tidligere har vi (Kantak et. al., 2012) og andre (Plow et al., 2016) foreslog, at PMd kan være unikt klar til at reorganisere og implementere genopretning efter motorisk cortex-skade. PMd bidrager til over 30 % af de nedadgående kortikospinalfibre (Barbas og Pandya, 1987; Dum og Strick, 2002). Yderligere har PMd vist sig at reorganisere sig efter slagtilfælde, hvilket bidrager til motorisk ydeevne (Fridman et al., 2004; Kantak et al., 2012; Mohapatra et al., 2016). Vi mener, at fordelen ved at prime PMd'en, før man engagerer sig i kredsløbsbaseret, UE TRT berettiger yderligere undersøgelse.

Hjernebilleddannelse. Brug af hybrid diffusionsmagnetisk resonansbilleddannelse (MRI) og funktionel MR (fMRI) til at kvantificere strukturelle og funktionelle ændringer i hjernen er afgørende for at forstå adfærdsændringer efter skade og med træning. Funktionel organisering af intakt kortikalt væv efter slagtilfælde er afhængig af adfærdsoplevelsen efter skaden (O'Shea et al, 2007). Neuroimaging er blevet brugt til at vise en stigning i neural aktivitet hos personer, der deltager i TRT efter slagtilfælde (Nelles et al, 2001). Ved at bruge fMRI til at vurdere hjernefunktionen kan aktiveringsvolumenet i regionale hjerneområder bestemmes, hvilket kan bruges til at forudsige behandlingsresultater (Cramer, 2008).