Effekter af tES kombineret med CMDT gangtræning på kognition, kortikal aktivitet, spinal motoneuroneksciterbarhed og motorisk præstation hos personer med apopleksi

Et slagtilfælde er en pludselig neurologisk begivenhed, som er en førende årsag til død og handicap. En forringet blodgennemstrømning og iltforsyning fører til neuronal celdedød efter et slagtilfælde. Derudover viste elektroencefalografi en nedgang i højfrekvente effektbånd (alfa og beta) og en stigning i lavfrekvente bånd (theta og delta). En stigning i deltafrekvens er negativt korreleret med kognition, mens en stigning i højfrekvente bånd er korreleret med en forbedring af motorisk genvinding og kognition. Desuden kan funktionel nær-infrarød spektroskopi (fNIRS), som er en ikke-invasiv neurobilleddannelse, overvåge forbedringer i kortikal aktivitet gennem ændringer i cerebral blodgennemstrømning og iltforbrug.

Efter et slagtilfælde påvirker ændringer i kortikal aktivitet mellem den ipsilæsionelle hemisfære og den kontralæsionelle hemisfære spinalt niveau, da det fører til øget spinal motoneuron excitabilitet. En stigning i spinal motoneuron excitabilitet skyldes sandsynligvis unormal kontrol fra cortex til rygmarven via nedadgående baner. Desuden er hyperexcitabilitet af spinale motoneuroner associeret med post-stroke spasticitet. Dog forbliver de præcise mekanismer for spasticitet efter slagtilfælde uklare. Potentielle årsager inkluderer ubalance i nedadgående baneregulering, unormal intraspinal procesbehandling og ændret muskel viskoelasticitet. Ændringer i spinal motoneuron excitabilitet kan vurderes ved hjælp af Hoffmann's refleks (H-refleks).

Motoriske handicap efter slagtilfælde påvirker aktiviteter i dagligdagen (ADL), desuden observeres kognitive handicap almindeligvis hos personer efter slagtilfælde, hvilket kan begrænse motorisk og funktionel genvinding og begrænse effektiviteten af rehabilitering. Disse handicap påvirker både enkelt- og dobbeltopgaveaktiviteter, især gangpræstation og øget falderisiko hos personer med slagtilfælde. I de senere år har kombinationen af bottom-up og top-down tilgange haft større potentiale til at fremme neural plasticitet og forbedre motorisk genvinding sammenlignet med enkelt tilgang. Bottom-up tilgange refererer til rehabilitering, der virker på fysisk niveau og forventede ændringer på nervesystemniveau, mens top-down tilgang inducerer ændring på kortikalt niveau for at inducere ændring i motorfunktion eller fysisk niveau. Den ikke-invasive hjernestimulering (NIBS) er en top-down tilgang, der forbedrer neural plasticitet og formidler motorisk genindlæring under neurologiske tilstande. Transkraniel elektrisk stimulering (tES) er en af NIBS, hvor de mest almindelige tES teknikker er transkraniel jævnstrømsstimulering (tDCS) og transkraniel vekselstrømsstimulering (tACS). Både tDCS og tACS er forskellige i deres bølgeformer. tDCS leverer en svag jævnstrøm med polaritetsspecifikke effekter, mens tACS forbedrer neural plasticitet og endogene hjernebølger med frekvensspecifikke. En nyere gennemgang demonstrerede effektiviteten af tDCS i forbedring af motorfunktion, funktionelle evner og kognitiv funktion. Desuden viste en tidligere studie en forbedring i kognitiv funktion og ADL efter kombination af 2mA tDCS med CMDT træning. Dog er mængden af dokumentation om effekterne af tACS meget mindre end for tDCS, da den først for nylig er begyndt at vinde interesse. Frekvensen brugt i tACS studie følger hovedsageligt associationen af hjernebølge og funktion. En tidligere gennemgang viste, at gamma tACS forbedrer kognitiv præstation, arbejdshukommelse og logisk tænkning. I sund population demonstrerede en tidligere studie, at anvendt gamma-tACS over M1 signifikant forbedrede hastighed og acceleration af visuomotorisk opgave; denne forbedring blev dog ikke fundet i beta-tACS. For at give dokumentation for effekterne af tACS i slagtilfældepopulationen og for at identificere hvilken type transkraniel elektrisk stimulering der er mest passende for slagtilfælderehabilitering, er en sammenligning mellem tDCS og tACS nødvendig. Begge tES teknikker vil blive kombineret med konventionel fysioterapi i 12 sessioner (3 dage/uge i 4 uger). tES vil blive givet i 20 minutter, efterfulgt af konventionel fysioterapi (1 time) og kognitiv-motorisk dobbeltopgave gangtræning (30 minutter). Kortikal aktivitet vil blive vurderet ved EEG og fNIRS. Absolut spektral effekt af hvert frekvensbånd (alfa, beta, delta og theta) vil blive analyseret. De hemodynamiske data vil blive analyseret for at repræsentere ændringer i blodgennemstrømning til hjernen efter intervention. Hmax/Mmax forholdet fra flexor carpi radialis og soleus vil blive optaget for at repræsentere ændringer i spinal motoneuron excitabilitet. Fugl-Meyer vurderingen af øvre og nedre ekstremitet og Timed up and go vil blive brugt til at repræsentere kliniske resultater af motorfunktion og præstation. ERP optaget under Stroop farve og ord test og 2-Back test vil blive vurderet sammen med Montreal Cognitive Assessment (MoCA) i thai version. Desuden vil adfærdsdata dvs. reaktionstid, nøjagtighed blive indsamlet for at analysere for at repræsentere kognition. For gangpræstation vil dobbeltopgave interferens eller dobbeltopgave omkostninger blive anvendt fra dobbeltopgave gang. Alle resultater vil blive vurderet ved baseline, post-intervention, 1-måneds opfølgning og 3-måneders opfølgning.