Transkraniel jævnstrømsstimulering versus virtuel virkelighed på gang hos børn med spastisk diplegi

Cerebral parese (CP) er forårsaget af tidlig hjerneskade, der påvirker 2 til 3 børn ud af hver 1000 levendefødte. CP er opdelt i forskellige undertyper afhængigt af de dominerende neurologiske tegn: spastisk, dyskinetisk eller ataksisk. Epilepsi og intellektuelle handicap samt problemer med tale, hørelse og syn er alle almindelige komplikationer [1]. spastisk diplegisk CP er en af ​​de mest almindelige udviklingshæmninger gennem hele livet, forårsaget af store ændringer i subkortikal hjerneaktivitet med en reduceret aktivering af corticospinal og somatosensoriske kredsløb, hvilket fører til nedsat aktivering af centralnervesystemet under viljemæssige aktiviteter.

Gangbesvær ses hos 90 % af børn med spastisk diplegi CP, som stammer fra denne nedsatte kortikale excitabilitet og forstærket af spasticitet i underekstremiteterne, overdreven muskelsvaghed, nedsat ledmobilitet og dårlig koordination og balance. Specifikt har børn med CP reduceret ganghastighed, kadence og skridtlængde, blandt andre påvirkede spatiotemporale gangparametre. Den internationale klassifikation af funktionsnedsættelse og sundhed betragter ændringer i gangartens rumlige og tidsmæssige karakteristika som vigtige forudsigere for dårlig funktion og samfundsdeltagelse. Derudover er sammenkrøbet gang, saks og andre atypiske gangmønstre almindelige i denne population, hvilket yderligere påvirker de kinematiske og kinetiske egenskaber ved gang og fører til metabolisk dyr bevægelse, høj faldrisiko og langvarig muskel- og skeletskade. For børn med spastisk diplegisk CP er det primære mål med rehabilitering at lette mobilitet og passende gangmønstre med eller uden ekstern assistance. Forbedring af spatiotemporale og kinetiske egenskaber ved gang vil forbedre gangfunktionen, øge gangeffektiviteten og reducere risikoen for langvarig handicap. Til gengæld ville det give disse børn mulighed for at deltage i flere daglige aktiviteter, meningsfulde interaktioner med familie og samfund og miljøudforskning, samt at forbedre deres fysiske udvikling.

I den aktuelle undersøgelse overvejede forskerne to teknologidrevne strategier, der potentielt kunne målrette gangbesvær og forbedre gangfunktionen hos børn med CP: virtual reality (VR) og transkraniel jævnstrømsstimulering (tDCS). Begge interventioner er blevet undersøgt for deres terapeutiske potentiale med blandede resultater, især hos børn. Specifikt kan VR simulere virkelige aktiviteter og samtidig give gentagelse, øget sensorisk input og feedback, fejlreduktion/forstærkning for at øge motivationen under rehabiliteringsprocessen. Som et træningsværktøj giver VR visuel perceptuel stimulation som følge af dynamiske ændringer i kontekst, hvilket kan hjælpe med udførelse af regulerede øvelser, samtidig med at det kræver koncentration og yderligere postural kontrol. Neuroimaging undersøgelser tyder på, at VR kan lette indlæring og restitution ved at stimulere kortikal reorganisering og neural plasticitet. Tidligere forskning har brugt VR som et terapeutisk værktøj til børn til at forbedre balancen, ganghastigheden og/eller distancen samt til at tilskynde til fysisk aktivitet. Yderligere VR-terapier har vist sig at forbedre den funktionelle ydeevne i aktiviteter, herunder hug, stående stilling og energiforbrug. Med kommercialiseringen af ​​VR-relaterede produkter som Nintendo Wii er mange virtuelle spil let tilgængelige til hjemmebrug. Disse spil er ofte designet til at udfordre og træne balance, kropsholdning og dynamiske bevægelser, som alle er kritiske faktorer for gang. Således kan VR-baseret rehabilitering tilbyde en unik, tilgængelig terapeutisk tilgang til at reducere gangbesvær og forbedre dynamisk funktion.

I modsætning hertil er tDCS en neuromodulationsteknik fokuseret på at optimere eksisterende neurale veje for at forlænge og/eller forbedre de funktionelle gevinster opnået ved rehabilitering. tDCS påføres gennem enten anodisk eller katodisk stimulering, hvilket svarer til henholdsvis excitation eller hæmning af de stimulerede hjerneområder. Anodal stimulation øger kortikal excitabilitet gennem depolarisering, hvilket giver mulighed for mere spontan cellefyring, mens katodisk stimulation har en hæmmende effekt gennem hyperpolarisering. Funktionelt betyder dette, at anvendelse af tDCS vil påvirke aktiviteten i det område af hjernen, den er rettet mod. Tidligere forskning tyder på, at hæmmet kortikalt input til corticospinalkanalen er en mulig årsag til øget spasticitet i CP, så det er rimeligt at forudsige, at anodal stimulation ville afbøde disse symptomer hos personer med spastisk CP. De neurofysiologiske virkninger af anodal tDCS kan også forstærke motorisk læring gennem denne stigning i kortikal aktivitet, som er anvendelig til behandling af alle undertyper af CP. Disse fordele kan også udmønte sig i funktionelt forbedret gang.