Nichtinvasive Vagusnervstimulation (VNS) für neuromotorische Anpassungen

Die motorische Funktion wird mit zunehmendem Alter beeinträchtigt, und eine motorische Beeinträchtigung ist an verschiedenen neuromotorischen Verletzungen und Störungen beteiligt, darunter Schlaganfall, Rückenmarksverletzung, Amputation und Alterung. Die Entwicklung wirksamer Interventionen zur Erleichterung der neuromotorischen Anpassung ist für die Beschleunigung oder Verbesserung der Rehabilitationsergebnisse bei der Kontrolle geschädigter Gliedmaßen unerlässlich. Das ultimative Ziel der Studie ist es, nicht-pharmakologische und nicht-invasive neuromodulierende Interventionen zur Verbesserung der Rehabilitationsergebnisse zu finden, die bei Personen mit eingeschränkter motorischer Funktion angewendet werden können. Bei Ratten verbesserte die implantierte afferente Vagusnervstimulation gepaart mit motorischem Training die neuromotorische Anpassung und motorische Erholung, höchstwahrscheinlich durch eine erhöhte Freisetzung zentraler Neuromodulatoren, die aus dem Hirnstamm stammen. Die Forscher schlagen vor, die Ergebnisse bei Ratten auf den Menschen zu übertragen, indem sie die Vagusnervstimulation nichtinvasiv anwenden. Transkutanes VNS (tVNS) kann den Hirnstamm einschließlich Locus coeruleus nichtinvasiv aktivieren, wo Norepinephrin (d. h. Neuromodulator) synthetisiert. Es ist jedoch nicht bekannt, ob tVNS zu einer Erhöhung der Neuromodulatoren führt und neuromotorische Anpassungen erleichtert, wenn es mit motorischem Training beim Menschen kombiniert wird. Angesichts der potenziellen Anwendbarkeit dieser neuartigen Intervention zur Erleichterung der neuromotorischen Anpassung auf verschiedene klinische menschliche Populationen im zukünftigen Umfang ist es wichtig, mit dem grundlegenden Verständnis der Wirkung von tVNS auf das neuromotorische System und der trainingsinduzierten Anpassung des neuromotorischen Verhaltens bei Nichtbehinderten zu beginnen Menschen. Die übergeordnete Hypothese ist, dass eine Anwendung von tVNS das zentrale Noradrenalin erhöht und trainingsinduzierte neuromotorische Anpassungen beim Menschen erleichtert. Das spezifische Ziel ist es, die Wirkung von tVNS auf zentrales Noradrenalin und trainingsinduzierte neuromotorische Anpassungen beim Menschen zu untersuchen. Die Wirkung der gleichzeitigen Anwendung von tVNS zum visuomotorischen Training wird untersucht, indem die Veränderungen im zentralen Noradrenalin und die Veränderungen in der visuomotorischen Fähigkeit und der kortikospinalen Erregbarkeit aufgrund des Trainings mit und ohne tVNS (Schein) bei nicht behinderten Menschen verglichen werden. Die visuomotorischen Fähigkeiten werden mit dem quadratischen Mittelfehler der erzeugten Kraft gegenüber der Zielkraft bewertet, die auf die maximale freiwillige Kontraktionskraft (MVC) normalisiert wird. Die Forscher erwarten, dass Probanden mit gleichzeitigem tVNS während des Trainings größere Steigerungen der visuomotorischen Fähigkeiten und der kortikospinalen Erregbarkeit nach dem Training zeigen. Die Forscher erwarten auch, dass tVNS das zentrale Norepinephrin erhöht, und das Ausmaß der neuromotorischen Anpassungen aufgrund des Trainings mit dem des tVNS-induzierten Anstiegs des zentralen Norepinephrins assoziiert ist. Diese erwarteten Ergebnisse werden der erste Beweis für die Wirksamkeit von gleichzeitigem tVNS mit motorischem Training zur Hochregulierung von zentralem Noradrenalin und zur Erleichterung trainingsinduzierter neuromotorischer Anpassungen beim Menschen sein. Sie werden neue wissenschaftliche und klinische Studienbereiche eröffnen, die zur Entwicklung einer motorischen Rehabilitation in Verbindung mit tVNS führen werden, die die Rehabilitationsergebnisse bei Personen mit motorischer Beeinträchtigung verbessern kann. Der Nachweis assoziierter Veränderungen zwischen zentralem Noradrenalin und neuromotorischen Anpassungen aufgrund von tVNS bei nicht behinderten Menschen ist ein notwendiger Schritt für die Anwendung von tVNS in der Rehabilitation mit dem Verständnis des zugrunde liegenden Mechanismus und für die potenzielle Verwendung von zentralem Noradrenalin als Prädiktor für die Wirksamkeit von tVNS in der Rehabilitation.