Toistuva transkraniaalinen magneettistimulaatio yhdistettynä lisätyn todellisuuden kanssa aivotärähdyksen oireiden muuttamiseksi

Traumaattisten aivovaurioiden (TBI) ilmaantuvuus lisääntyy Kanadassa (Rao et al., 2017), ja sen odotetaan olevan yksi yleisimmistä kanadalaisia ​​koskevista neurologisista sairauksista vuoteen 2031 mennessä (Kanadan kansanterveysvirasto, 2014). Jopa 90 % TBI:stä luokitellaan lieväksi (m)TBI:ksi, joka tunnetaan myös aivotärähdyksenä (Cassidy et al., 2004). Liittovaltion aivotärähdysraportti vuodelta 2019 osoitti 200 000 mTBI:n vuotuisen esiintyvyyden Kanadassa (Casey & Fonseca, 2019). MTBI:n oireita, joita kutsutaan aivotärähdyksen jälkeisiksi oireiksi (PCS), ovat huimaus, päänsärky, mielialan muutokset ja kognitiivinen heikkeneminen (Ryan & Warden, 2003). PCS ratkeaa yleensä itsestään. Joillakin potilailla on kuitenkin jatkuva PCS, joka kestää yli 3 kuukautta alkuperäisen päävamman jälkeen.

Huimaus on toiseksi yleisin mTBI:n oire päänsäryn jälkeen (Gianoli, 2022). On arvioitu, että jopa 81 %:lla mTBI-potilaista esiintyy huimausta ensimmäisen kliinisen tutkimuksen jälkeen, mikä saattaa jatkua yli vuoden ajan alkuperäisen trauman jälkeen 25 %:lla potilaista (Corwin et al., 2015; Hartvigsen et al. , 2014). Aivotärähdyksen jälkeinen huimaus (PCD) voi ilmetä asennon epävakauteena, jatkuvana huimauksena, tasapainohäiriöinä, pahoinvointina ja pään liikkeen intoleranssina (Dougherty et al., 2024; Marshall et al., 2015). Nämä oireet voivat heikentää merkittävästi elämänlaatua ja vaikuttaa kykyyn ajaa autoa, työskennellä ja suorittaa päivittäisiä toimintoja (Ciorba et al., 2017; Hall et al., 2022).

PCD liittyy tyypillisesti vestibulaariseen vajaatoimintaan (Gianoli, 2022). Lisäksi monet potilaat, jotka valittavat huimauksesta mTBI:n jälkeen, osoittavat kuulo- ja vestibulaarijärjestelmän fysiologisia poikkeavuuksia (Toglia et ai., 1970). Tästä syystä PCD:n edullisin hoitomuoto on tasapainoharjoittelu, jota kutsutaan vestibulaarikuntoutusterapiaksi (VRT; 6,14). VRT koostuu harjoituksista, jotka edistävät vestibulaarijärjestelmän sopeutumista, korvaamista ja tottumista (Galeno et al., 2022). Neuroplastisuuden välittämä sopeutuminen on hermoston asteittaista uudelleenmuodostumista, kun se "sopeutuu" vaurioituneen vestibulaarijärjestelmän signaaleihin. Substituutio on prosessi, jossa opitaan strategioita huonon vestibulaarisen toiminnan kompensoimiseksi. Tottuminen on asteittaista herkkyyden vähentämistä tietyille liikkeille toistuvan altistumisen kautta näille liikkeille. Nämä harjoitukset määrätään usein yksilöllisesti henkilökohtaisten vamma-alueiden perusteella (Murray et al., 2017). Erityisiä harjoitustyyppejä ovat katseen vakaus-, totuttelu-, korvaus- ja tasapainoharjoitukset. Nämä kohdistavat puutteita vestibulo-okulaarisessa refleksissä (VOR), parantavat heikentynyttä liikeherkkyyttä, helpottavat keskusten uudelleenohjelmointia ja parantavat tasapainoa (Aligene & Lin, 2013). Perinteinen VRT, kuten tasapainotehtävä, on yksitoikkoista ja vaatii usein koulutettuja ammattilaisia ​​hoitamaan (Smółka et al., 2020). VRT, interaktiivisten pelien muodossa, on kuitenkin mukaansatempaava ja sen on osoitettu vaikuttavan positiivisesti tasapainoon, huimaukseen ja liikkuvuuteen (Rosiak et al., 2018; Szturm et al., 2011). Sensomotorisen harjoittelun muotoa, joka koostuu lisätyn todellisuuden (AR) kautta esitellystä interaktiivisesta pelistä, ei ole vielä tutkittu. Se voi auttaa vähentämään PCD:tä samanlaisilla mekanismeilla kuin edellä mainitut VRT:t.

AR esitetään tyypillisesti läpinäkymättömien lasien läpi, jotka peittävät virtuaalikohteet käyttäjän ympäristöön. Käyttäjät voivat sitten olla vuorovaikutuksessa sekä virtuaalisen että fyysisen ympäristön kanssa samanaikaisesti. AR-interventiomme sisältää pelin, joka edistää pään tavoitteellisia liikkeitä tehtävien suorittamiseksi eri pään suunnassa ja asentoasennoissa. Toistuvan altistuksen avulla tämä peli pyrkii helpottamaan vestibulaarijärjestelmän sopeutumista, korvaamista ja tottumista PCD:n vähentämiseksi.

Ei-invasiivinen neuromodulaatiotekniikka, jota kutsutaan toistuvaksi transkraniaaliseksi magneettistimulaatioksi (rTMS), voi parantaa AR-vestibulaarista harjoittelua. Eräs rTMS-annostelun muoto, jota kutsutaan jaksoittaiseksi thetapurske-stimulaatioksi (iTBS), edistää synaptista plastisuutta indusoimalla pitkän aikavälin potentiaation (LTP) kaltaisia ​​muutoksia hermosolujen kiihottavuudessa (Huang et al., 2009). Kirjallisuus viittaa siihen, että ensisijaiseen motoriseen aivokuoreen (M1) toimitettu iTBS voi parantaa oppimista motorisen harjoittelun yhteydessä (Platz et al., 2018; J. J. Zhang et al., 2022). rTMS voi myös parantaa huimausta. Kymmenen rTMS-istuntoa vähentää huimauksen oireiden vakavuutta ja esiintymistiheyttä yli 50 % potilailla, joilla on vaikea PCD (Paxman et al., 2018). M1:een toimitettu iTBS parantaa tasapainoa aivohalvauksen jälkeen (Liao et al., 2023). Systeeminen tulehdus on tärkeä fysiologinen vaste mTBI:lle, joka voi edistää huimausta (Visser et al., 2022). Useat tutkimukset ovat havainneet rTMS:n anti-inflammatorisia vaikutuksia kliinisissä populaatioissa, kuten aivohalvauksessa ja masennuksessa (Cha et al., 2022; Rajkumar, 2024; Velioglu et ai., 2021; Zuo et al., 2022). Zhao et ai. havaitsivat, että 20 rTMS-istuntoa refraktorista masennusta sairastavilla potilailla vähensi kohonneita TNF-⍺- ja IL-1β-tasoja terveiden kontrollien tasolle. Aivojen kasvulle tärkeän BDNF:n tasot nousivat terveiden kontrollien tasolle toimenpiteen jälkeen. Tätä vaikutusta TNF-⍺-, IL-1β- ja BDNF-arvoihin ei havaittu kliinisessä kontrolliryhmässä, joka ei saanut rTMS:ää (Zhao et al., 2019). Cha et ai. raportoivat samanlaisen tulehduksellisten sytokiinien TNF-⍺, IL-1β ja IL-6 vähenemisen 10 rTMS-istunnon jälkeen aivohalvauksen jälkeisillä potilailla (Cha et al., 2022). Velioglu et ai. havaitsi, että 10 rTMS-istuntoa lisäsi BDNF:ää Alzheimerin tautia sairastavilla potilailla (Velioglu et al., 2021). Nämä vaikutukset tarjoavat myös näyttöä mahdollisesta mekanismista, joka on rTMS:n vaikutuksen takana muihin pysyviin PCS:ihin.

Potilaat, joilla on vaikea jatkuva PCD, tarvitsevat usein lääketieteellistä tai kirurgista toimenpiteitä (Gianoli, 2022). On selvää, että näille henkilöille tarvitaan ei-invasiivisia hoitovaihtoehtoja. Tämän tutkimuksen ensisijaisena tavoitteena on määrittää, onko ehdotettu tekniikka käyttökelpoinen ja voidaanko sitä käyttää aivotärähdyksen oireiden muuttamiseksi PCD-potilailla suuremmassa tutkimuksessa. Tässä tutkimuksessa tutkitaan myös iTBS:n ja AR-vestibulaariharjoittelun vaikutuksia PCD-potilaiden huimausvammaisuuteen ja asennon vakauteen. Lisäksi tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää, voiko rTMS moduloida tulehdusta jatkuvassa PCS:ssä.