Akut intermitterende hypoxi ved traumatisk hjerneskade (AIH)

Formålet med denne undersøgelse er at afgøre, om akut intermitterende hypoxi (AIH) er sikkert at administrere til medicinsk stabile patienter med kronisk traumatisk hjerneskade (TBI). Der er beviser, der indikerer, at AIH fremmer neuroplasticitet i centralnervesystemet (CNS). AIH stimulerer iltfølsomme serotonerge neuroner i hjernestammens raphe-kerne, hvilket fører til serotoninfrigivelse til forskellige regioner af CNS. Denne frigivelse fører til aktivering af serotoninreceptorer på eller nær kortikale neuroner og øget syntese af flere trofiske faktorer, herunder hjerneafledt neurotrofisk faktor, vaskulær endotelvækstfaktor og erythropoietin. Disse handlinger påvirker også funktionen af ​​neurotransmittere såsom GABA. Større ekspression af vækstfaktorer i hjernen letter neuroplasticitet ved at øge synaptisk styrke, cortical neuron og interneuron excitabilitet og intra- og inter-hjerneregion-forbindelse. Det er værd at bemærke, at hypoxi-induceret neuroplasticitet kun forekommer ved akut intermitterende eksponering, men fremkaldes ikke af kontinuerlig hypoxi af samme varighed. Er AIH sikkert at administrere til TBI-patienter? Overvægten af ​​tidligere dyre- og menneskelige beviser tyder på, at daglige episoder med mild AIH ikke har en negativ indvirkning på vigtige sikkerhedsparametre såsom hvileblodtryk, arterielt tryk, hjertefrekvens, pulsvariabilitet, hjertevolumen eller kognitiv funktion. Til dato har AIH-protokoller, der inducerer gavnlig neuroplasticitet uden at udløse patologiske følgesygdomme, været begrænset til korte episoder med beskeden hypoxi med et lavt cyklustal, såsom 15 x 90 sekunders episoder med 10 % inspireret ilt. Nylige undersøgelser af mennesker med kronisk rygmarvsskade og slagtilfælde viste, at disse beskedne AIH-episoder, der gentages i fem på hinanden følgende dage, sikkert kan tolereres uden patologiske konsekvenser. En anden nylig undersøgelse viste, at selv en 4-ugers protokol med moderat daglig AIH (cykling 9%/21% oxygen hvert 1,5 minut, 15 cyklusser om dagen, i 4 uger) ikke fremkalder negative medicinske konsekvenser eller kognitiv svækkelse. Det kumulative bevis tyder således på, at gentagen AIH sikkert kan bruges til at undersøge, om det kan forbedre neuroadfærdsmæssig funktion hos TBI-patienter uden skadelige virkninger. I denne undersøgelse vil vi administrere mild AIH til 16 patienter på fire forskellige dage fordelt i løbet af to til fire uger, begyndende med normal iltkoncentration (mål SpO2 på 98%) og derefter gradvist reducere iltkoncentrationerne over de næste tre sessioner (til 93 %, 87 % og 82 %). Vores primære mål er at afgøre, om det er sikkert at administrere mild AIH til kroniske TBI-patienter med vedvarende funktionsnedsættelser, men som er klinisk stabile. Som et sekundært mål i denne undersøgelse vil vi vurdere, om mild AIH-administration har nogen post-session eller kumulative effekter efter undersøgelse på hukommelse og kognition, kortikal aktivering som vurderet ved enkeltpuls transkraniel magnetisk stimulering, eller om hjernearkitektur før undersøgelsen. eller funktionel tilslutning som detekteret af strukturel og hviletilstand funktionel magnetisk resonansbilleddannelse forudsiger respons på AIH. Hvis der ikke observeres nogen bivirkninger for mild AIH i denne undersøgelse, kan kliniske forsøg med mild AIH alene eller i forbindelse med neuroadfærdsterapier evaluere, om AIH letter forbedringen af ​​den funktionelle ydeevne efter TBI.