NEUROBALANCE-Training zur Verbesserung der Haltungskontrolle bei Personen mit traumatischer Hirnverletzung

Hintergrund: Traumatische Hirnverletzungen (TBI) gehören zu den schwerwiegenden Gesundheitszuständen mit schwächenden Folgen und betreffen allein in den USA mehr als 2,5 Millionen Menschen. Eine Gleichgewichtsstörung gehört zu den schwerwiegendsten Folgen eines Schädel-Hirn-Traumas und betrifft etwa die Hälfte der Betroffenen auch noch zehn Jahre nach dem Unfall. Darüber hinaus erhöht sie das Risiko von Stürzen aufgrund schlechter Haltungskontrolle. Die aktuellen Herausforderungen bestehen darin, dass es derzeit keine gut etablierten Rehabilitationsbehandlungen gibt, die nachweislich die Wiederherstellung des Gleichgewichts bei SHT-Überlebenden mit chronischen Gleichgewichtsbeschwerden langfristig aufrechterhalten. Daher benötigen wir neuartige Therapiestrategien unter Einsatz von Rehabilitationstechniken, die auf die sensomotorische Integration und eine verbesserte propriozeptive Kontrolle abzielen, um die Gleichgewichtsfunktion zu verbessern und so die langfristige Belastung für TBI-Überlebende und ihre Betreuer zu verringern.

Hypothese und Begründung: Wir gehen davon aus, dass die Wiederherstellung des Gleichgewichts und der Haltungskontrolle eine multimodale Strategie erfordert, und wir schlagen ein robotisches Gleichgewichtstraining (RBT) unter Verwendung der Hunova-Plattform (Movendo Technology, Italien) vor, da es nicht nur den Vorteil hat, das dynamische Gleichgewicht zu unterstützen Sagittalebene, aber auch Transversalebene (mediolaterale und anterior-posteriore Richtung) und ermöglicht mit seinen einzigartigen Gleichgewichtsübungen im Sitzen Rumpfstabilität und Rumpfkontrolle. Darüber hinaus gehen wir davon aus, dass HD-tDCS durch die Verwendung der hochauflösenden transkraniellen Gleichstromstimulation (HD-tDCS) als Adjuvans zur RBT die neuromuskuläre Kontrolle des Gleichgewichts von oben nach unten durch kortikospinale Schaltkreise erleichtern wird, während die Roboterplattform eine Bottom-Down-Steuerung des Gleichgewichts ermöglichen wird. Rückmeldung der Reaktion auf Plattformstörungen. Insgesamt gehen wir davon aus, dass die kombinierte Intervention die reaktive und vorausschauende Haltungskontrolle, das Positionsgefühl und die propriozeptive Kontrolle verbessern, die Kraft der unteren Gliedmaßen steigern, die Bewegungsfreiheit des Knöchels erhöhen und die Aufmerksamkeit durch spielerische Übungen stimulieren wird.

Studiendesign: Wir schlagen eine monozentrische, untersucherverblindete, randomisierte, scheinkontrollierte, dreiarmige Parallelgruppen-Überlegenheitsstudie vor. 45 erwachsene Personen mit chronischem Schädel-Hirn-Trauma und Beschwerden über Gleichgewichtsstörungen (Beginn der Verletzung > 6 Monate vor dem Screening) werden randomisiert einer der drei Gruppen zugeteilt: (1) Echtes HD-tDCS + RBT, (2) Schein-HD-tDCS + RBT und (3) Kontrollgruppe, die eine dosisangepasste Standard-Rehabilitationsbehandlung erhält. Alle Teilnehmer durchlaufen 12 Interventionssitzungen (3 Tage × 4 Wochen). Insgesamt werden 3 Beurteilungsbesuche (vor dem Training, unmittelbar nach dem 4-wöchigen Training und 2 Monate nach dem letzten Trainingsbesuch) durchgeführt, um die funktionelle Erholung und die neurophysiologischen Veränderungen aufgrund der Intervention zu bewerten.

Spezifisches Ziel 1: Feststellung, ob es einen Gesamtbehandlungseffekt einer gezielten Neuromodulation in Kombination mit einem Roboter-Gleichgewichtstraining auf die Gleichgewichtsergebnisse unmittelbar nach 4-wöchiger Trainingsfunktion bei Menschen mit TBI gibt. Die Änderung des Berg Balance Scale-Scores vom Ausgangswert bis 4 Wochen nach dem Training wird das primäre Ergebnismaß sein. Die sekundären Ergebnismaße für die Wiederherstellung des Gleichgewichts werden die Änderungen der Ergebnisse von Mini BESTest, Functional Gait Assessment und Trunk Impairment Scale vom Ausgangswert bis 4 Wochen nach dem Training sein. Wir gehen davon aus, dass das Real HD-tDCS + RBT die größte Verbesserung bei den Bilanzergebnissen zeigen wird.

Sekundäres Ziel 2: Charakterisierung der neurophysiologischen Top-Down- und Bottom-Up-Mechanismen der Gleichgewichtskontrolle durch neuromodulationsgestütztes Robotertraining. Wir werden die neurophysiologischen Ergebnisse der EEG- und EMG-Aktivität sowie die Posturographieergebnisse der Körperschwankung während der Plattformstörungsaufgabe zu Studienbeginn, 4 Wochen nach dem Training und 2 Monate nach dem Training messen. Insbesondere werden die interventionsbedingten Veränderungen der kortikalen Reaktivitätsamplitude, der Muskelkoaktivierung und des Verschiebungszentrums gruppenübergreifend verglichen.

Sekundäres Ziel 3: Untersuchung des Zusammenhangs zwischen den interventionsbedingten Veränderungen der Endpunkte der Gleichgewichtsfunktion und graphentheoretischen Messungen der kortikalen funktionellen Konnektivität. Wir werden einen multivariaten statistischen Ansatz – partielle Korrelation der kleinsten Quadrate – verwenden, um eine latente Komponente zu identifizieren, die die Korrelation zwischen den 4-wöchigen interventionsbedingten Änderungen der Gleichgewichtsergebnismaße und den kortikokortikalen funktionellen Konnektivitätsmerkmalen des EEG charakterisiert, die während der Plattformstörungsaufgabe gemessen wurden.