Motorisen kuvan ja toiminnan havainnoinnin vaikutukset yläraajan motorisiin ja kognitiivisiin mahdollisuuksiin Parkinsonin taudissa

Parkinsonin tauti (PD) on rappeuttava, kehittyy hitaasti ja progressiivisesti, on idiopaattinen ja siihen liittyy useita tekijöitä. PD:ssä esiintyy dopamiinia tuottavien hermosolujen (dopaminergisten hermosolujen) rappeutumista mustakalvossa, tyviganglioissa. Sitten tapahtuu eksitatoristen hermosolujen aktivaatio, joka ilmenee motorisen ohjauksen häiriön kautta.

PD:lle on ominaista ei-motoriset ja motoriset oireet, jotka heikentävät elämänlaatua ja heijastavat suoraan useisiin PD-potilaan päivittäisiin tilanteisiin. Ei-motoriset oireet katsotaan lisäoireiksi, ja ne ovat myös yleisiä, ja niillä on yleisyys dementia ja lievä kognitiivinen heikentyminen. Havaituimmat kognitiiviset ongelmat PD:ssä ovat seuraavilla aloilla: keskittyminen ja tarkkaavaisuus, työmuisti sekä vaikeudet laskelmissa ja tilaorientaatiotoiminnassa sekä toimeenpanotoiminnot. Ei-motorisilla oireilla on kielteinen vaikutus ammatilliseen suorituskykyyn, ja ne voivat aiheuttaa vaikeuksia toiminnassa, kuten autolla ajamisessa, ostoksilla ja kodin kunnossapidossa; sekä itsehoito: pukeutuminen ja kylpeminen.

Tärkeimmät motoriset oireet ovat: a) lepovapina - esiintyy levossa ja vähenee, kun yritetään vapaaehtoista liikettä; b) jäykkyys - samanaikainen lihasjännityksen nousu, joka voi aiheuttaa jatkuvaa vastusta koko liikealueella, kun liike on hidasta ja progressiivista, tai rytmisesti vastustettu liike koko liikealueella; c) akinesia - vaikeus aloittaa liike; d) bradykinesia - hitaus liikkeen ylläpitämiseksi.

Vapina PD:ssä on tahatonta rytmistä liikettä, jolle on tyypillistä yksipuolinen lepovapina, jota esiintyy yläraajoissa, erityisesti käsissä. Lepovapina estyy liikkeen aikana ja voi ilmaantua uudelleen yhtä usein asentoa otettaessa tai jopa liikkuessa. Essentiaalinen vapina esiintyy enemmän käsivarsissa ja käsissä, mikä on ongelmallisempaa vapaaehtoisen liikkeen aikana tai painovoimaa vasten asennossa, mikä vaikuttaa päivittäisten toimintojen suorittamiseen, ja eniten kärsivät: käsin kirjoittaminen, syöminen, pukeutuminen ja itsestään huolehtiminen. On myös yksittäisiä asennon ja kineettisiä vapinaa, joiden taajuus on jopa korkeampi (yli 4 Hz).

Jäykkyys puolestaan ​​on yksi PD:n pääoireista, ja se sisältää tietoa vakavuudesta, jakautumisesta ja siitä, onko se levossa ja lääkkeettömässä tilassa. PD:tä sairastavilla ihmisillä on korkeammat jäykkyysarvot sekä levossa että passiivisen mobilisaation aikana, koska lihasten sävy on kohonnut. Vähentynyt liikerata voi olla heikentävä seuraus PD:stä, mikä vaikuttaa päivittäiseen toimintaan, kuten kirjoittamiseen. Bradykinesian osalta se viittaa kehon asennon säätämisen, liikkeen aloittamisen ja suorittamisen sekä peräkkäisten ja samanaikaisten liikkeiden suorittamisen vaikeuteen.

Ihmisillä, joilla on PD, on yleensä vaikeuksia aloittaa liikkeitä, koska liikkeet ovat hitaampia ja kantama on pienempi. Tämä johtuu useimpien päivittäisten toimintojen suorittamisen vaikeudesta: henkilökohtaisesta hoidosta, pukeutumisesta, työ- ja vapaa-ajan aktiviteeteista ja kotitöistä, suhteesta hienomotoriseen koordinaatioon ja kätevuuteen, sekä bimanuaaliseen koordinaatioon, hypokineesiin ja aloituskykyyn.

Tällä hetkellä ei ole olemassa hyväksyttyä hoitoa, joka muuttaisi PD:n etenemisnopeutta, ja mahdollisuudet keskittyvät oireiden lieventämiseen, koska parannuskeinoa ei tunneta. Dopaminergisten hermosolujen rappeutuminen laukaisee muutoksia tyvigangliaverkostossa ja sitä hoidetaan pääasiassa lääkkeillä, kuten levodopa tai dopaminerginen antagonisti, joka on dopamiinikorvaushoito, joka kompensoi endogeenisesti tuotetun dopamiinin puutetta.

Perinteinen kuntoutus, joka liittyy muihin interventiomahdollisuuksiin, fyysisen harjoittelun lisäksi, on tärkeää motoristen ja ei-motoristen muutosten ylläpitämiseksi, täydentäen lääkehoitoa.

Motorinen kuva (MI) ja toiminnan tarkkailu (AO) ovat kaksi innovatiivista kuntoutusmenetelmää, jotka ovat mahdollisia erilaisissa patologisissa olosuhteissa. Siten molempien käyttö neurorehabilitaatiossa on investointi, ja PD:ssä voidaan saada aikaan merkittäviä etuja.

Systemaattisen katsauksen perusteella valituista 25 artikkelista ei ollut kirjaa tutkimuksesta, jossa olisi tutkittu MI:n ja pitkäaikaisen AO:n yhteistä toimintaa, ja vain yhdessä verrattiin molempien vaikutusta yhdessä istunnossa, mutta loput käsittelivät. OA:n tai MI:n vaikutuksella, eristettynä, yhden istunnon kokeessa, tai vain OA:n tai vain MI:n vaikutus pitkäaikaisena hoitona. Toinen asiaankuuluva huomautus on, että PD-lähestymistapojen käyttö kohdistuu enemmän alaraajojen motorisiin oireisiin, kuten tasapaino- ja kävelymuutoksiin.

AO:n ja MI:n yhdistelmä lisää matkimista PD:ssä, mikä on lupaava terapeuttinen lähestymistapa PD-potilaiden auttamiseksi heidän päivittäisessä elämässään ja oireiden hallinnassa, koska toimet esitetään jokapäiväisen elämän kontekstissa. Siten MI:tä ja AO:ta käytetään terapeuttiset ohjelmat voivat parantaa motorisia taitoja lisäämällä normaalisti liikkeiden aikana syntyviä proprioseptiivisiä signaaleja tai hidastaa motoristen taitojen heikkenemistä PD:ssä.

Motorinen kuva (MI) on kognitiivinen prosessi, joka sisältää kyvyn suorittaa jokin toiminta henkisesti ilman, että sinun tarvitsee suorittaa itse liikettä. Perspektiivi, jota henkilö käyttää kuvitellakseen, voi olla: sisäinen perspektiivi (ensimmäinen henkilö - kuvittelee itsensä), joka liittyy henkilön näkemykseen kuvien sisällöstä tai hänen kinesteettiseen aistimusinsa - henkilö kuvittelee suoritettavan liikkeen ikään kuin tunteisi toiminnan liikkeen; tai ulkoinen perspektiivi (kolmas henkilö - kuvittelee toisen henkilön), joka liittyy ihmisen ulkopuolisten kohtausten visuaaliseen mielikuvitukseen.

Kuten motorisen suorituksen, MI-harjoittelu voi saada aikaan parannuksia motorisessa suorituskyvyssä ja siten motorisissa oppimisprosesseissa PD:ssä. Harvoista PD-tutkimuksista huolimatta on näyttöä siitä, että henkinen harjoittelu voi vähentää bradykinesiaa, parantaa liikkuvuutta ja kävelynopeutta sekä parantaa dynaamista vakautta sen lisäksi, että tilassa ei esiinny vapinaa lääkkeellä levon ja henkisen tehtävän aikana.

Toiminnan tarkkailu koostuu toisen henkilön katsomisesta näyttelemässä tai suorittamassa motorista tehtävää videolla tai reaaliajassa. Tiedetään, että toista henkilöä tarkasteltaessa tapahtuu aivojen aktivaatio samoissa hermorakenteissa, joita käytetään samojen toimien todelliseen suorittamiseen, ja se värväytyy tarkkailijan aivoihin ikään kuin suorittaessaan havaittua toimintaa.

AO näyttää jokapäiväisiä toimia ja tarjoaa tietoa niiden suorittamiseen elämän konteksteissa. AO on tehokas tapa oppia tai parantaa motoristen taitojen suorituskykyä muuttamalla toimien nopeutta ja tarkkuutta PD:ssä. AO:n käyttö PD:ssä parantaa omarytmisten sormen liikkeiden spontaania nopeutta, mikä heijastuu päivittäisen elämän suorituskyvyn paranemiseen.

Termi Brain-Machine Interface (BMI) viittaa järjestelmiin, jotka sieppaavat yksilön aivojen toimintasignaaleja ja muuttavat ne tietokonekomennoiksi, joilla ohjataan ulkoisia laitteita, jotka voivat olla viestintälaitteita, toiminnallista sähköstimulaatiota (FES) tai robotti-exoskeletons. BMI-tekniikka on suhteellisen uusi, ja sen avulla ihminen voi olla vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa aivojen signaalien kautta ja voi palauttaa motorisen toiminnan indusoimalla aivojen plastisuutta.

Näiden aivosignaalien sieppaamiseksi voidaan käyttää invasiivisia ja ei-invasiivisia strategioita. Ei-invasiivisissa järjestelmissä elektrodit sijoitetaan kallon päähän käyttämällä elektroenkefalografialla (EEG), magnetoenkefalografialla (MEG) ja toiminnallisella lähi-infrapunaspektroskopialla (fNIRS) kerättyjä signaaleja, jotka ovat lupaavampia kuin invasiiviset strategiat turvallisuus- ja eettisten ongelmien vuoksi. .

Tyypillisessä BMI:ssä, EEG:n kautta, henkilön liikeaikeet (motoriset kuvat tai suoritus) dekoodataan reaaliajassa aistipalautteen laukaiseman jatkuvan aivojen sähköisen toiminnan kautta. BMI:itä käytetään tällä hetkellä pääasiassa kahdessa sovelluksessa: avustavissa tekniikoissa tai liikehalvauksessa; ja kuntoutustekniikassa, jota kutsutaan myös kuntouttavaksi Brain-Machine Interfaceksi tai neurofeedbackiksi, jonka tavoitteena on edistää neuroplastisuutta manipuloimalla tai säätämällä neurofysiologista aktiivisuutta motorisen palautumisen helpottamiseksi.

Lukuisista neurofunktionaalisista toimintahäiriöistä Parkinsonin tauti (PD) voisi hyötyä eniten tästä tekniikasta. BMI:n käyttö EEG:n ja funktionaalisen sähköstimulaation (FES) avulla yläraajojen lihasten stimuloimiseksi AO:n suoritusvaiheen aikana havaitun motorisen toiminnan suorittamisen aikana voi tarjota etuja, kuten parantuneen suorituskyvyn, mitä tahansa. neurologisen vajaatoiminnan, kuten vaikean PD:n, vakavuus. Kirjallisuudessa esitellään erilaisia ​​BMI:itä, joita käytetään PD:tä sairastaville ihmisille, eikä toistaiseksi ole tutkimusta, jossa arvioitaisiin motoristen kuvien harjoittelua ja havaittua toimintaa sensomotorisen aivokuoren toiminnan parantamiseksi EEG:llä, joka liittyy robottihaptiseen käsineeseen.