COVID-19:n akuutin jälkeisen kognitiivisen heikentymisen jälkihoito tDCS:llä (PASC)

1.8.2021 mennessä uusi koronavirustauti 2019 (COVID-19), vakavan akuutin hengitystieoireyhtymän (SARS-CoV-2) aiheuttama infektio, oli tartuttanut yli 200 miljoonaa ihmistä ja aiheuttanut yli 4 miljoonan kuoleman maailmanlaajuisesti. Taudin akuutin vaiheen remission jälkeen monet potilaat raportoivat pysyvistä oireista, jotka ylittävät itse keuhkovaurion seuraukset ja voivat aiheuttaa kroonisia COVID-19-seuraamuksia. Maailman terveysjärjestön mukaan COVID-19:n jälkeistä oireyhtymää esiintyy henkilöillä, joilla on todennäköinen tai vahvistettu SARS CoV-2 -infektio, yleensä 3 kuukautta oireisen COVID-19-taudin alkamisesta ja kestää vähintään 2 kuukautta, eikä sitä voida saada selittyy vaihtoehtoisella diagnoosilla. Yleisimpiä valituksia ovat äärimmäinen väsymys, kyvyttömyys suorittaa päivittäisiä toimintoja, joihin liittyy fyysistä tai kognitiivista rasitusta, emotionaaliset häiriöt, henkinen sumu ja muut kognitiivisen heikentymisen oireet. Oireet voivat olla uusia akuutista COVID-19-jaksosta toipumisen jälkeen tai jatkua alkuperäisestä sairaudesta. Oireet voivat myös vaihdella tai toistua ajan myötä.

Koska COVID-19-tapausten määrä lisääntyy, on kiireellisesti kehitettävä hoitovaihtoehtoja PASC:hen liittyville kognitiivisille ja muistihäiriöille. Tässä yhteydessä transkraniaalinen tasavirtastimulaatio (tDCS tai tDCS) on ei-invasiivinen aivojen stimulaatiointerventio, joka voi olla lupaava näissä tapauksissa. Se tarjoaa mielenkiintoisen mahdollisuuden kohdistaa neurologisten, kognitiivisten ja psykiatristen häiriöiden taustalla olevia hermopiirejä. Esimerkiksi kun kohteena oleva hermopiiri on tunnistettu neuropsykiatriselle häiriölle liittyväksi kiinnostavaksi alueeksi, neuromodulaatiomenetelmiä voitaisiin käyttää kohdealueen aktiivisuuksien selektiiviseen modifiointiin. tDCS:ssä suora, matalan intensiteetin sähkövirta (esim. tyypillisesti 1-4 mA) johdetaan vähintään kahden elektrodin (eli anodin ja katodin) läpi, jotka levitetään ei-invasiivisesti päänahkaan. TDCS moduloi hermosolujen aktiivisuutta verkkotasolla tuottamalla virtaa hermosolujen ympärille ja johtaen asteittaiseen muutokseen hermosolujen kalvopotentiaalissa. Tällaiset mahdolliset muutokset puolestaan ​​johtavat sarjaan muutoksia hermosolujen toiminnassa, kuten muutokseen laukaisunopeudessa.

Siten tDCS voi aiheuttaa pitkäaikaisia ​​muutoksia aivojen toiminnassa. Oppimiskyky vaatii toiminnallisia muutoksia, jotka tDCS voi aiheuttaa, mikä tekee tästä tekniikasta lupaavan työkalun kognitiivisen suorituskyvyn parantamiseen. Itse asiassa tDCS:ää on jo onnistuneesti käytetty muissa kuin COVID-19-näytteissä parantamaan kognitiivista suorituskykyä useilla aloilla, kuten työmuistissa, episodisessa muistissa, toimeenpanotoiminnassa ja kielessä. On myös syytä huomata, että tDCS tarjoaa varmaa tai todennäköistä näyttöä tehokkuudesta useissa neuropsykiatrisissa häiriöissä, joihin usein liittyy kognitiivisia puutteita, kuten riippuvuus, tarkkaavaisuus/hyperaktiivisuushäiriö, Parkinsonin tauti (motorinen ja kognitiivinen heikentyminen), epilepsia, skitsofrenia, Alzheimerin tauti. ja masennus.

TDCS:llä on houkuttelevia etuja kliiniseen käyttöön, kuten edullisuus, alhaisemmat kustannukset kuin magneettistimulaatio, helppokäyttöisyys ja helppokäyttöisyys, erityisesti räätälöityjen laitteiden osalta, ja siirrettävyys. Itse asiassa kannettavien kauko-ohjattujen laitteiden kehittäminen mahdollistaa helpomman käytön ja toteutettavuuden hallitsemattomissa pandemiatilanteissa. Lisäksi viimeaikaiset todisteet viittaavat siihen, että tDCS:n vaikutuksia voi tehostaa samanaikaisesti annettava interventio. Neurofysiologiset tutkimukset ovat osoittaneet, että kliinisessä käytännössä käytetyillä tDCS-parametreilla on epätodennäköistä vaikutusta hermoston piikkiin, koska tällainen modulaatio saavutetaan vain annoksilla ≥ 4,5 mA. Pikemminkin tDCS:n vaikutukset käyttäytymiseen selitetään parhaiten moduloimalla jatkuvaa toimintaa. "Selektiivisen aktiivisuuden" hypoteesin mukaan tDCS moduloi ensisijaisesti jo aktivoitua hermosoluverkkoa erillisten inaktiivisten hermosoluverkkojen sijaan. Esimerkiksi in vitro tasavirtastimulaatio (DCS) lisäsi ensisijaisesti plastisuutta synaptisessa reitissä, joka oli aiemmin stimuloitu 0,1 Hz:llä, kun taas DCS yksinään ilman esiaktivointia ei vaikuttanut synaptiseen tehokkuuteen. Toinen tutkimus osoitti, että anodinen DCS lisäsi korkeataajuisen stimulaation aiheuttamaa pitkäaikaista potentiaatiota (LTP), mutta ei sinänsä indusoinut LTP:tä. Toisin sanoen prekliiniset tutkimukset ovat osoittaneet, että tDCS on liian epäspesifinen muuttamaan synaptista tehokkuutta yksinään, mutta se voi parantaa tehtävän suorittamisen aktivoimaa hebbian (assosiatiivista) plastisuutta.

Pupillin valorefleksi (PLR) on heijastus, joka säätelee pupillin halkaisijaa vasteena verkkokalvoa saavuttavan valon intensiteetin vaihteluille ja jota moduloi autonominen hermojärjestelmä (ANS), joka hermoi iiriksen ympyrä- ja säteittäisiä lihaksia. pienennä tai lisää pupillin kokoa samalla kun supistut tai rentoudut. Tutkimukset ovat osoittaneet, että tietty intensiteetti ja valoärsyke, aallonpituus ja kesto vaikuttavat suoraan verkkokalvon fotoreseptorien vaikutuksiin, mikä mahdollistaa myös verkkokalvon muutosten arvioinnin ANS:n ulkopuolella. Alzheimerin tautia (AD) sairastavilla potilailla tiedetään olevan muutoksia kolinergisessä neurotransmissiossa, pupillin halkaisijan pienentyessä vasteessa äkillisiin muutoksiin huoneen valaistuksessa tai yhdestä valon välähdyksestä. Siksi RPL on hyvä työkalu AD-potilaiden arvioimiseen.

Toinen mahdollisesti merkittävä muutos voi tapahtua ANS:n säätelyssä sykkeessä, jota voidaan mitata tarkistamalla sykevaihtelu (HRV). Tämän tyyppinen mittaus käsittää HR:n keräämisen noin 5 minuutin ajan, mikä mahdollistaa mittausten suorittamisen taajuusalueella, jakamalla ne kahteen kaistaan: korkeaan taajuuteen, joka liittyy vagaalitoimintaan, ja matalaan taajuuteen, joka liittyy sympaattiseen toimintaan. On näyttöä siitä, että HRV on alentunut useissa kognitiivisissa häiriöissä. Näin ollen on perusteltua olettaa, että HRV:tä voidaan muuttaa myös PASC:ssä. Itse asiassa AD:n ja COVID-19:n kognitiivisten jälkiseurausten lähentymiskohta olisi juuri autonominen toimintahäiriö – krooninen, etenevä ja hermostoa rappeuttava etiologia AD:n tapauksessa ja akuutti COVID-19:n "tulehdusmyrskyn" aiheuttama. ja sen monisysteemiset seuraukset. Siten tämän biomarkkerin tutkiminen voi auttaa ymmärtämään kognitiivista PASC:tä.

MRI-arvioinneista on tullut tärkeitä aivojen rakenteen ja toiminnan, niiden vastaavien muutosten ja assosiaatioiden kliinisen ja neuropsykologisen arviointipisteiden tutkimuksessa. Neurokuvaustutkimukset COVID-tautiin liittyvistä patologioista ja yhteyksistä kognitiivisiin muutoksiin sekä non-invasiivisen aivostimulaation vaikutusten arvioimiseen ovat alkiossa. Akuuteista ja kroonisista vaikutuksista on julkaistu katsauksia, vaikka ne ovatkin laadukkaampia aiheutuneiden vaurioiden suhteen, ilman että aivojen rakenteen, mikrorakenteen ja toiminnan kvantitatiivisia markkereita tutkitaan. Siksi tämä projekti on edelläkävijä multimodaalisen MRI:n kvantitatiivisten markkerien muutosten tunnistamisessa, niiden yhteyksissä neuropsykologisiin arviointipisteisiin sekä tDCS:n ja kognitiivisen hoidon vaikutusten arvioinnissa CSBP-potilaiden ryhmässä.

Tämän kaksoissokkoutetun satunnaistetun kliinisen tutkimuksen tavoitteena on arvioida, voiko tDCS yhdistettynä kognitiiviseen harjoitteluun parantaa oireita potilailla, joilla on jatkuvia kognitiivisia puutteita, jotka alkoivat 1–6 kuukautta akuutin COVID-19-infektion (PASC tai pitkäkestoinen oireyhtymä) parantumisen jälkeen. covid) verrattuna valeryhmään (plasebo).

Lisäksi pyritään kuvaamaan PASC:hen liittyviä subjektiivisia oireita; arvioida, onko RPL muuttunut potilailla, joilla on COVID-taudin jälkeinen kognitiivinen vajaatoiminta, ja voidaanko sitä käyttää biomarkkerina hoitovasteeseen; arvioida, onko HRV muuttunut potilailla, joilla on COVIDin jälkeinen kognitiivinen vajaatoiminta, ja voidaanko sitä käyttää biomarkkerina hoitovasteeseen; arvioida PASC-oireyhtymän kognitiivisten muutosten taustalla olevia hermomekanismeja; ja arvioida aivomuutoksia tDCS-hoidon jälkeen yhdistettynä kognitiiviseen hoitoon käyttämällä multimodaalista magneettikuvausta (MRI).