Træningsbaseret motorisk træning i øvre ekstremiteter ved kronisk slagtilfælde (PUMP-Ex)

Med en overlevende kohorte på næsten 7 millioner individer er slagtilfælde den førende årsag til langvarig handicap i USA. Af de ~795.000 nye slagtilfælde, der forekommer årligt, vil cirka 2/3 af de overlevende have en vis grad af langvarig handicap. Forekomsten af ​​handicap efter slagtilfælde kombineret med det faktum, at flere mennesker overlever slagtilfælde afspejler et stigende behov for at udvikle effektive rehabiliteringsstrategier, der sigter mod at reducere handicap og forbedre livskvaliteten for de millioner af slagtilfældeoverlevere, deres familier og pårørende.

Det overvældende flertal af slagtilfældeoverlevere, >75 %, udviser hemiparese i øvre ekstremitet (UE), og kun 15 % vil komme sig fuldt ud. Endvidere er resterende UE svækkelse tæt forbundet med langvarig funktionsnedsættelse og nedsat livskvalitet. Aktuel meta-analytisk evidens understøtter virtual reality-aptilerehabiliteringsinterventioner for at forbedre UE-funktionen, hvilket tyder på, at dette er et lovende område for yderligere terapeutisk udvikling.

Duck Duck Punch (DDP) er et interaktivt computerspil, der bevidst er designet til at forbedre UE-bevægelseskvaliteten via individualiseret progressiv bevægelsespraksis sammen med en række præstationsmålinger, der giver mulighed for feedback inden for sessionen om bevægelsesydelse. Selvom respons på UE virtual reality-rehabiliteringsinterventioner, såsom DDP, involverer en lang række faktorer, er neuroplastiske ændringer en primær mekanisme, der ligger til grund for funktionel genopretning. Parring af DDP med en priming-intervention for at lette et 'neuroplastisk-venligt' miljø kan således gøre CNS mere modtageligt og forbedre responsen på DDP-rehabilitering og i sidste ende forbedre resultaterne.

Aerob træning (AEx)-træning har positive fordele på den overordnede hjernefunktion, herunder forbedret global kognition, eksekutiv funktion og behandlingshastighed og opmærksomhed hos raske, ældre voksne. Derudover forbedrer en enkelt session med AEx akut motorisk hukommelse og indlæring hos yngre, raske voksne. Selvom AEx er blevet brugt til at forbedre kardiovaskulær funktion efter slagtilfælde, er dets neurofacilitatoriske virkninger ved slagtilfælde endnu ikke testet empirisk. Kandidatmekanismer, hvorigennem AEx forbedrer hjernefunktion og motorisk læring, omfatter ændringer i cirkulerende hjerneafledt neurotrofisk faktor (BDNF) og kortikomotorisk excitabilitet. BDNF menes at spille en integreret rolle i adskillige neuroplastiske processer og fremmer styrkelsen af ​​synaptiske forbindelser, dvs. langsigtet potentiering (LTP), og nuværende forskning indikerer, at AEx akut og kronisk kan øge cirkulerende BDNF. Kortikomotorisk excitabilitet (CME) bruges ofte som en indikator for LTP-lignende neuroplasticitet og kan ligge til grund for forbedringer i motorisk hukommelse og indlæring. På samme måde som BDNF kan AEx akut forbedre kortikomotorisk excitabilitet hos kontrolpersoner og patienter med kronisk slagtilfælde. Facilitering af centralnervesystemets funktion giver en begrundelse for at bestemme AEx's rolle i at 'prime' hjernen til en efterfølgende intervention for at maksimere neuroplastisk potentiale.

Bevægelsesbaseret priming til neurorehabilitering involverer at udføre bevægelse eller træning før eller samtidig med en terapeutisk intervention med det formål at forbedre effektiviteten af ​​den terapeutiske intervention. Nye beviser understøtter AEx som et potentielt startværktøj til UE-slagtilfælde-rehabilitering. AEx kombineret med UE opgavetræning kan forbedre UE-funktionen og selvrapporteret helbredsstatus hos kroniske slagtilfælde. På trods af de lovende resultater er der huller i litteraturen, der involverer: 1) den kliniske anvendelighed af en AEx priming session; og 2) mekanismer, der bidrager til ændringer i UE-funktioner som svar på AEx-primet UE-rehabilitering. Det vil være nødvendigt at løse disse huller for at udvikle en AEx-primer, der er potent og tidseffektiv i forhold til nuværende kliniske modeller. Derfor vil formålet med dette pilotforslag være at etablere indledende gennemførligheds- og tolerabilitetsbenchmarks via følgende mål:

1. Demonstrere gennemførligheden af ​​at parre AEx + DDP hos apopleksioverlevere med UE hemiparese
2. Kvantificer størrelsen af ​​effekten af ​​AEx + DDP-interventionen på UE-svækkelse og funktion
3. Undersøg forholdet mellem biomarkører for neuroplasticitet (BDNF og kortikomotorisk excitabilitet) og respons på AEx + DDP

For at nå disse mål vil kroniske slagtilfælde med moderat UE hemiparese gennemgå 18 sessioner med AEx + DDP træning. Hver uge, i seks uger, vil forsøgspersonerne gennemgå tre sessioner med AEx + DDP. Under hver session vil forsøgspersonerne gennemføre 15 minutters aerob træning efterfulgt af 200 gentagelser af DDP. Vurdering af UE-funktion og biomarkører for neuroplasticitet vil blive vurderet før og efter AEx + DDP-interventionen.