Emiplegia pediatrica: trattamento sinergico con rTMS e CIT

A. Obiettivi specifici La ricerca proposta esplorerà un nuovo metodo per promuovere la riorganizzazione cerebrale e il recupero della funzione nei bambini con emiplegia. Le prove mostrano che sebbene il cervello abbia una notevole riorganizzazione dopo l'insulto neurale, alcuni cambiamenti sono disadattivi e lasciano l'individuo con un'ulteriore perdita di funzione. Nell'adulto, i motoneuroni nell'emisfero ipsilesionale (ictus) che sono sopravvissuti all'ictus possono subire una perdita di eccitabilità. L'inibizione interemisferica (transcallosa) è imposta a questi neuroni dall'emisfero controlesionale (non ictus). Sia nell'adulto che nel bambino, l'evidenza suggerisce che l'aumento delle proiezioni ipsilaterali dall'emisfero controlesionale alla mano paretica, probabilmente dovuto a comportamenti compensatori, in realtà aggrava la disabilità. Postuliamo che l'efficacia dell'allenamento dell'attività dell'arto paretico possa essere migliorata se combinata con l'intervento elettrofisiologico che sopprime l'attività nei motoneuroni controlesionali. La stimolazione magnetica transcranica ripetitiva (rTMS) è un modo potente e non invasivo per influenzare l'eccitabilità del cervello. rTMS, a basse frequenze, deprime la funzione neurale. Stimolando la corteccia motoria controlesionale a bassa frequenza, deprimendo così la sua inibizione interemisferica della corteccia motoria ipsilesionale, viene indotto un effetto eccitatorio netto (disinibizione) sulla corteccia motoria ipsilesionale. È stato dimostrato che precedere l'rTMS a bassa frequenza con l'adescamento rTMS (vedi sotto) aumenta l'entità dell'effetto postumo. Abbiamo recentemente dimostrato la sicurezza di singoli trattamenti di rTMS a bassa frequenza innescata a 6 Hz negli adulti con ictus e siamo attualmente impegnati in uno studio finanziato da NIH R01 per adulti che esplora l'efficacia, il meccanismo e la sicurezza dei trattamenti seriali di rTMS combinati con il motore formazione all'apprendimento. L'incapacità di affrontare il grande divario nella riorganizzazione del cervello pediatrico perpetua solo l'uso di strategie di trattamento conservatrici ma probabilmente subottimali. Il nostro obiettivo a lungo termine è ripristinare l'eccitabilità ai motoneuroni sopravvissuti ma dormienti nell'emisfero lesionato di bambini con emiplegia e quindi promuovere un recupero motorio più elevato. Per raggiungere questo obiettivo, il nostro obiettivo è combinare gli effetti della rTMS a bassa frequenza innescata a 6 Hz con una forma attuale di addestramento all'apprendimento motorio, terapia indotta da costrizione (CIT), per ottenere un sinergismo che possa produrre una riorganizzazione cerebrale senza precedenti e il recupero di funzione.

Obiettivo specifico n. 1: esaminare la sicurezza di cinque trattamenti di rTMS a bassa frequenza innescata a 6 Hz alternati a cinque trattamenti di CIT nei bambini con emiplegia.

Gli effetti avversi saranno misurati attraverso l'osservazione delle convulsioni, lo screening medico continuo, la valutazione della funzione cognitiva e della funzione motoria nella mano non paretica. L'ipotesi di lavoro è:

1. Cinque trattamenti rTMS a bassa frequenza innescati a 6 Hz combinati con CIT non produrranno alcuna attività convulsiva né altri gravi effetti avversi.

Obiettivo specifico n. 2. Determinare l'effetto sinergico di rTMS combinato con CIT sugli esiti funzionali nei bambini con emiplegia.

Quindici bambini con emiplegia in ciascuno dei due centri medici pediatrici (totale N=30) saranno assegnati in modo casuale in numero uguale a uno dei due gruppi: rTMSreal/CIT, rTMSsham/CIT. Le ipotesi di lavoro sono:

1. Entrambi i gruppi mostreranno miglioramenti significativi nei risultati funzionali nella mano paretica al posttest rispetto al loro pretest.
2. Il gruppo rTMSreal/CIT mostrerà un miglioramento significativamente maggiore della funzione nella mano paretica rispetto al gruppo rTMSsham/CIT.

Obiettivo specifico n. 3: esplorare la riorganizzazione cerebrale associata a rTMS a bassa frequenza innescata a 6 Hz combinata con CIT.

La riorganizzazione cerebrale indotta dal trattamento nell'emisfero ipsilesionale sarà esplorata con l'eccitabilità corticale evocata, utilizzando la TMS per il test del paired-pulse e il test del periodo silenzioso corticale, nonché con il reclutamento corticale volontario utilizzando la risonanza magnetica funzionale (fMRI). Le ipotesi di lavoro sono:

1. Entrambi i gruppi mostreranno risposte significativamente maggiori con il test TMS e il test fMRI al posttest rispetto al loro pretest.
2. Il gruppo rTMSreal/CIT mostrerà cambiamenti significativamente maggiori rispetto al gruppo rTMSsham/CIT.

Questa ricerca è innovativa in quanto combina una forma unica di stimolazione cerebrale non invasiva (rTMS a bassa frequenza innescata) con l'allenamento comportamentale (CIT) per promuovere un sinergismo che potrebbe ottenere un recupero più elevato nell'emiplegia pediatrica rispetto a entrambi i trattamenti da soli. I risultati attesi sono un miglioramento della funzione della mano senza effetti avversi che portano a una migliore qualità della vita e a un ridotto carico di cure per tutta la durata della vita dei bambini con emiplegia.