Effets des vibrations sur la fonction motrice des survivants d'un AVC chronique

Chaque année, plus de 600 000 citoyens américains sont victimes d’un accident vasculaire cérébral grave. Après des soins aigus, 30 à 40 % de ces survivants souffrent d’un handicap moteur permanent. Les symptômes moteurs de l'AVC comprennent la perte de contrôle musculaire d'un côté du corps, la spasticité et la perte de coordination (« dyssynergie »). Quelques jours après l’accident vasculaire cérébral, les patients survivants commencent une thérapie physique pour retrouver leurs mouvements, certains se rétablissant complètement. Cependant, rien qu’aux États-Unis, plus de 5 millions de personnes ne se sont pas rétablies et sont gravement handicapées pour le reste de leur vie. La récupération fonctionnelle atteint généralement un plateau dans les 6 à 12 mois suivant un accident vasculaire cérébral. Cette récupération de fonction implique vraisemblablement des changements « plastiques » dans le cortex cérébral, dans lesquels de nouveaux circuits neuronaux s'organisent pour remplacer ceux endommagés par la blessure. L’origine de la paralysie ou de la parésie (c’est-à-dire une perte partielle de mouvement) et la cause de la spasticité ne sont pas claires chez de nombreux patients victimes d’un AVC. Dans un petit sous-ensemble, le tissu cérébral blessé par l'accident vasculaire cérébral est localisé dans le « cortex moteur primaire », qui contient les cellules nerveuses qui envoient des signaux de mouvement aux muscles. La perte de mouvement est facile à comprendre chez ces individus. Cependant, dans de nombreux accidents vasculaires cérébraux, la blessure est localisée dans d’autres parties du cerveau ou est plus diffuse, et la perte de mouvement n’est pas aussi facile à expliquer. Dans de nombreuses régions du cerveau, les informations sensorielles provenant de diverses sources, notamment du système proprioceptif, sont intégrées puis relayées au cortex moteur pour produire du mouvement.

La proprioception est la sensation de position et de mouvement du corps, qui provient des récepteurs sensoriels des muscles, des tendons, de la peau et des articulations. Les recherches menées au cours des deux dernières décennies indiquent que la proprioception est intimement impliquée dans la coordination motrice. En fait, les personnes qui souffrent d'une perte rapide de proprioception sont fonctionnellement paralysées pendant un certain temps. L'hypothèse qui sous-tend notre approche de la rééducation après un AVC est que, chez de nombreux survivants d'un AVC, les lésions cérébrales perturbent une ou plusieurs boucles de rétroaction qui relient les zones de réception proprioceptives du cortex somatosensoriel primaire (zones 1, 2, 3a et 3b). au cortex primaire et prémoteur (zones 4 et 6). Sans informations proprioceptives alimentant le centre de sortie moteur, le cerveau ne peut pas « localiser » les muscles nécessaires au mouvement. Nous émettons l'hypothèse que l'activité synchrone et répétitive des zones d'entrée et de sortie du cortex stimule la réorganisation des voies cérébrales, fermant ainsi la ou les boucles de rétroaction perturbées par l'accident vasculaire cérébral. Dans ce contexte, le but de notre recherche est d'identifier l'effet d'un entraînement assisté par robot poignet/coude combiné à un entraînement proprioceptif assuré par des stimuli vibratoires répétitifs dans les tendons des muscles impliqués dans la flexion et l'extension du poignet/coude sur les mouvements volontaires comme le atteindre les mouvements chez les personnes ayant subi un accident vasculaire cérébral chronique.

Dans cette approche de la rééducation après un accident vasculaire cérébral, les enquêteurs visent à améliorer les changements plastiques dans le cerveau suite à la blessure en provoquant de manière répétitive les cellules nerveuses du cortex somatosensoriel primaire à se déclencher de manière synchrone avec les cellules nerveuses des parties fonctionnellement liées du cortex moteur. Cette approche est conçue pour reconstruire les connexions entre l’entrée proprioceptive entrante et la sortie motrice sortante.

L'objectif de la recherche est de développer des procédures pour rééduquer les participants > 1 an après un AVC qui, grâce aux thérapies conventionnelles, ne sont pas amenés à un niveau de récupération maximale. L'objectif du projet proposé est d'obtenir un ensemble de données auprès d'un total de 20 participants à un AVC chronique, tous souffrant d'un handicap grave des membres supérieurs, âgés de 18 à 85 ans, à l'aide d'un dispositif thérapeutique robotique placé dans un laboratoire de biomécanique au sein du Shirley. Ryan AbilityLab. Ces données nous permettront de quantifier dans quelle mesure une combinaison d'exercices assistés par robot et de vibrations tendineuses induit une récupération secondaire après un accident vasculaire cérébral dans le membre supérieur.

Le plan de recherche proposé implique une machine avec 2 composants principaux, une gamme de capteurs de mouvement et de stimulateurs sensoriels (c'est-à-dire des vibrateurs mécaniques). Le composant d'amplitude de mouvement de la machine fait tourner l'articulation affectée (par exemple, le poignet ou le coude) et enregistre la position et la force. La tâche du participant consiste à contracter les muscles pour faciliter le mouvement appliqué. Un retour visuel de la quantité de force ou d'activité électromyographique (EMG) produite par le participant est affiché sur un écran d'ordinateur. Le mouvement assisté active les cellules nerveuses du cortex moteur du cerveau. Tandis que les efforts combinés du dispositif robotique et du participant font pivoter à plusieurs reprises le poignet/coude parétique du participant en flexion et en extension, une paire de vibrateurs délivre une stimulation à haute fréquence (60 impulsions par seconde) aux tendons correspondants du côté de l'articulation opposé à celui-ci. les muscles agonistes. Les vibrations sont connues pour être un stimulus efficace pour les fuseaux musculaires, les principaux récepteurs sensoriels qui contribuent à la proprioception. Le stimulus vibratoire multiplie par plusieurs la réponse naturelle des fuseaux musculaires à la rotation de l’articulation. Seul le tendon qui s'allonge est mis en vibration à un moment donné. L'activation induite par les vibrations des fuseaux musculaires dans les muscles qui s'allongent sert à activer les cellules nerveuses du cortex somatosensoriel du cerveau. Ainsi, l’exercice assisté active les cellules nerveuses dans la zone de sortie motrice du cortex tandis que les vibrations activent simultanément les cellules nerveuses fonctionnellement liées dans la zone d’entrée sensorielle, fournissant ainsi un stimulus pour développer de nouvelles connexions ou pour améliorer les connexions existantes entre les deux zones.