Pädiatrische Hemiplegie: Synergistische Behandlung mit rTMS und CIT

A. Spezifische Ziele Die vorgeschlagene Forschung wird eine neue Methode zur Förderung der Gehirnreorganisation und Wiederherstellung der Funktion bei Kindern mit Hemiplegie untersuchen. Es gibt Hinweise darauf, dass das Gehirn zwar eine bemerkenswerte Reorganisation nach einer neuralen Verletzung aufweist, einige Veränderungen jedoch unangepasst sind und das Individuum mit einem zusätzlichen Funktionsverlust belasten. Beim Erwachsenen können Motoneuronen in der ipsiläsionalen (Schlaganfall-) Hemisphäre, die den Schlaganfall überlebt haben, einen Verlust der Erregbarkeit erleiden. Interhemisphärische (transkallosale) Hemmung wird diesen Neuronen von der kontraläsionalen (nicht Schlaganfall-)Hemisphäre auferlegt. Sowohl bei Erwachsenen als auch bei Kindern deuten Hinweise darauf hin, dass erhöhte ipsilaterale Projektionen von der kontraläsionalen Hemisphäre auf die paretische Hand, wahrscheinlich aufgrund von kompensatorischem Verhalten, die Behinderung tatsächlich verschlimmern. Wir postulieren, dass die Wirksamkeit des Aktivitätstrainings bei paretischen Gliedmaßen verbessert werden kann, wenn es mit einer elektrophysiologischen Intervention kombiniert wird, die die Aktivität in den kontraläsionalen Motoneuronen unterdrückt. Repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) ist eine wirksame und nicht-invasive Möglichkeit, die Erregbarkeit des Gehirns zu beeinflussen. rTMS unterdrückt bei niedrigen Frequenzen die neurale Funktion. Durch Stimulieren des kontraläsionalen motorischen Kortex bei niedriger Frequenz, wodurch seine interhemisphärische Hemmung des ipsiläsionalen motorischen Kortex unterdrückt wird, wird ein Netto-Erregungseffekt (Enthemmung) auf den ipsiläsionalen motorischen Kortex induziert. Es hat sich gezeigt, dass das Voranstellen der niederfrequenten rTMS mit vorbereitender rTMS (siehe unten) das Ausmaß der Nachwirkung erhöht. Wir haben kürzlich die Sicherheit von Einzelbehandlungen mit 6-Hz-grundierter niederfrequenter rTMS bei Erwachsenen mit Schlaganfall nachgewiesen und sind derzeit an einer vom NIH R01 finanzierten Studie für Erwachsene beteiligt, die die Wirksamkeit, den Mechanismus und die Sicherheit von seriellen Behandlungen von rTMS in Kombination mit Motor untersucht Lerntraining. Wenn die große Lücke in der Reorganisation des pädiatrischen Gehirns nicht angegangen wird, wird die Verwendung konservativer, aber wahrscheinlich suboptimaler Behandlungsstrategien nur fortgesetzt. Unser langfristiges Ziel ist es, die Erregbarkeit überlebender, aber ruhender Motoneuronen in der geschädigten Hemisphäre von Kindern mit Hemiplegie wiederherzustellen und dadurch eine bessere motorische Erholung zu fördern. Um dieses Ziel zu erreichen, ist es unser Ziel, die Wirkungen von 6-Hz-primed Niederfrequenz-rTMS mit einer aktuellen Form des motorischen Lerntrainings, der Constraint Induced Therapy (CIT), zu kombinieren, um einen Synergismus zu erreichen, der zu einer beispiellosen Reorganisation und Erholung des Gehirns führen kann Funktion.

Spezifisches Ziel Nr. 1: Untersuchung der Sicherheit von fünf Behandlungen mit 6-Hz-primed Niederfrequenz-rTMS im Wechsel mit fünf Behandlungen mit CIT bei Kindern mit Hemiplegie.

Unerwünschte Wirkungen werden durch Beobachtung auf Anfälle, kontinuierliches ärztliches Screening, Bewertung der kognitiven Funktion und motorischen Funktion in der nichtparetischen Hand gemessen. Die Arbeitshypothese lautet:

1. Fünf 6-Hz-Primed-Niederfrequenz-rTMS-Behandlungen in Kombination mit CIT führen weder zu Krampfanfällen noch zu anderen schwerwiegenden Nebenwirkungen.

Spezifisches Ziel Nr. 2. Bestimmen Sie den synergistischen Effekt von rTMS in Kombination mit CIT auf funktionelle Ergebnisse bei Kindern mit Hemiplegie.

Fünfzehn Kinder mit Hemiplegie in jedem von zwei pädiatrischen medizinischen Zentren (insgesamt N=30) werden nach dem Zufallsprinzip zu gleichen Teilen einer von zwei Gruppen zugeteilt: rTMSreal/CIT, rTMSsham/CIT. Die Arbeitshypothesen lauten:

1. Beide Gruppen zeigen beim Posttest im Vergleich zum Vortest eine signifikante Verbesserung der funktionellen Ergebnisse in der paretischen Hand.
2. Die rTMSreal/CIT-Gruppe wird im Vergleich zur rTMSsham/CIT-Gruppe eine signifikant größere Verbesserung der Funktion in der paretischen Hand zeigen.

Spezifisches Ziel Nr. 3: Erforschung der Reorganisation des Gehirns im Zusammenhang mit 6-Hz-primed Niederfrequenz-rTMS in Kombination mit CIT.

Die behandlungsinduzierte Reorganisation des Gehirns in der ipsiläsionalen Hemisphäre wird mit evozierter kortikaler Erregbarkeit unter Verwendung von TMS für Paired-Pulse-Tests und kortikalen Silent-Period-Tests sowie mit freiwilliger kortikaler Rekrutierung mit funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRI) untersucht. Die Arbeitshypothesen lauten:

1. Beide Gruppen zeigen signifikant größere Antworten mit TMS-Tests und fMRI-Tests im Nachtest im Vergleich zu ihrem Vortest.
2. Die rTMSreal/CIT-Gruppe zeigt deutlich größere Veränderungen im Vergleich zur rTMSsham/CIT-Gruppe.

Diese Forschung ist insofern innovativ, als sie eine einzigartige Form der nicht-invasiven Hirnstimulation (geprimte niederfrequente rTMS) mit Verhaltenstraining (CIT) kombiniert, um einen Synergismus zu fördern, der eine höhere Genesung bei pädiatrischer Hemiplegie erreichen könnte als durch eine der beiden Behandlungen allein. Die erwarteten Ergebnisse sind eine verbesserte Handfunktion ohne nachteilige Auswirkungen, die zu einer verbesserten Lebensqualität und einem geringeren Pflegeaufwand über die gesamte Lebensspanne von Kindern mit Hemiplegie führen.