Verbesserung der Wiederherstellung der Armbewegung bei Schlaganfallpatienten (ENHANCE)

Trainingsansätze, die auf etablierten Prinzipien des motorischen Lernens und der neuronalen Plastizität sowie nicht-invasiver Hirnstimulation wie der repetitiven transkraniellen Magnetstimulation und der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS) basieren, sind vielversprechend bei der Modulation der Gehirnaktivität, um die motorische Erholung der oberen Extremitäten (UL) zu verbessern. Das Potenzial für eine Genesung kann jedoch immer noch nicht ausgeschöpft werden, wenn sich die Trainingsprogramme nicht speziell auf die Behebung motorischer Beeinträchtigungen im Sinne der motorischen Kontrollwissenschaft konzentrieren. Dieses Projekt basiert auf einer wichtigen Theorie der motorischen Kontrolle (Threshold Control Theory), die besagt, dass absteigende Systeme nicht direkt motorische Befehle an Muskeln spezifizieren, sondern räumliche Schwellenwerte (STs) von Reflexen regulieren, um willkürliche Bewegungen in bestimmten Bereichen des Gelenkraums zu erzeugen und zu steuern. Bei Patienten mit Schlaganfall ist die ST-Kontrolle beeinträchtigt, was zu Muskelspastik, Schwäche und abnormalen Muskelaktivierungsmustern während willkürlicher Bewegung innerhalb genau definierter räumlicher (Winkel-)Zonen führt. Die Forscher nehmen an, dass die Wiederherstellung der freiwilligen motorischen Kontrolle eng mit der Wiederherstellung der Schwellenwertkontrolle verbunden ist. Die Forscher schlagen ein Trainingsprogramm vor, das personalisiertes tDCS zum Ausgleich kortikaler Hypo-/Hypererregbarkeit sowie personalisiertes Training zum Erreichen des Bewegungsarms basierend auf der Identifizierung von ST-Störungen.

Allgemeine Ziele des Vorschlags sind:

1. Es sollte die Wirksamkeit personalisierter Trainingsprogramme zur Erweiterung des Regulierungsbereichs von STs im Ellenbogen während des Reckens getestet werden.
2. Es sollten die Auswirkungen von repetitivem tDCS bestimmt werden, das darauf abzielt, eine übermäßige/anregende verminderte kortikale Aktivität zu hemmen.
3. Ermittlung der Machbarkeit der Implementierung personalisierter Schulungsprogramme in Ländern mit hohem und niedrigem bis mittlerem Einkommen.

Für diese internationale Studie mit mehreren Standorten in Kanada, Israel und Indien werden 60 Patienten mit subakutem Schlaganfall (3 Wochen bis 6 Monate) rekrutiert. Bei den Teilnehmern kommt es zu einer Spastik der Ellenbogenbeuger und/oder -strecker mit einer gewissen aktiven Ellenbogenkontrolle. An jedem Standort werden Patienten rekrutiert und randomisiert einer von drei Behandlungsgruppen zugeteilt. Gruppe 1 erhält tDCS und übt ein personalisiertes Armmotoriktraining. Gruppe 2 erhält außerdem tDCS mit unspezifischer Übung. Gruppe 3 erhält Sham-tDCS und personalisierte Praxis. Das Training besteht aus der Anwendung von tDCS in den ersten 30 Minuten einer 50-minütigen Übungseinheit zum Erreichen des Arms, 5 Tage pro Woche für 2 Wochen. Primäre Ergebnismaße (Vor-, Nach- und Nachuntersuchung) sind Ellenbogenbeuger- und -strecker-STs und zugehörige Spastik-/aktive Kontrollzonen. Sekundäre Messungen sind klinische Messungen der UL-Motoraktivität. Durch die Berücksichtigung der räumlichen Struktur motorischer Defizite wird unsere Forschung sowohl Forschern als auch Klinikern zugute kommen, indem sie unser Verständnis der Mechanismen verbessert, die einer unbeeinträchtigten/beeinträchtigten motorischen Kontrolle und Erholung zugrunde liegen.