Stimolazione del nervo vago non invasiva (VNS) per adattamenti neuromotori

La funzione motoria è compromessa con l'età avanzata e la compromissione motoria è coinvolta in varie lesioni e disturbi neuromotori tra cui ictus, lesioni del midollo spinale, amputazione e invecchiamento. Lo sviluppo di interventi efficaci per facilitare l'adattamento neuromotorio è essenziale per accelerare o aumentare i risultati della riabilitazione nel controllo degli arti compromessi. L'obiettivo finale dello studio è trovare interventi di neuromodulazione non farmacologici e non invasivi per migliorare i risultati riabilitativi che possono essere applicati a soggetti con funzionalità motoria compromessa. Nei ratti, la stimolazione del nervo vago afferente impiantato abbinata all'allenamento motorio ha migliorato l'adattamento neuromotorio e il recupero motorio molto probabilmente attraverso un aumento del rilascio di neuromodulatori centrali che provengono dal tronco cerebrale. I ricercatori propongono di tradurre i risultati nei ratti negli esseri umani applicando la stimolazione del nervo vago in modo non invasivo. La VNS transcutanea (tVNS) può attivare in modo non invasivo il tronco encefalico compreso il locus coeruleus, dove la norepinefrina (es. neuromodulatore) viene sintetizzato. Tuttavia, non è noto se il tVNS porti ad aumentare i neuromodulatori e a facilitare gli adattamenti neuromotori se combinato con l'allenamento motorio negli esseri umani. Con la potenziale applicabilità di questo nuovo intervento per facilitare l'adattamento neuromotorio a varie popolazioni umane cliniche in ambito futuro, è essenziale iniziare con la comprensione di base dell'effetto del tVNS sul sistema neuromotorio e dell'adattamento indotto dall'allenamento nel comportamento neuromotorio in soggetti non disabili umani. L'ipotesi generale è che un'applicazione di tVNS aumenti la norepinefrina centrale e faciliti gli adattamenti neuromotori indotti dall'allenamento negli esseri umani. L'obiettivo specifico è quello di esaminare l'effetto del tVNS sulla noradrenalina centrale e sugli adattamenti neuromotori indotti dall'allenamento negli esseri umani. L'effetto dell'applicazione di tVNS contemporaneamente all'allenamento visuomotorio sarà studiato confrontando i cambiamenti nella norepinefrina centrale e i cambiamenti nell'abilità visuomotoria e nell'eccitabilità corticospinale dovuti all'allenamento con e senza tVNS (sham) in soggetti non disabili. L'abilità visuomotoria sarà valutata con l'errore quadratico medio della forza prodotta rispetto alla forza bersaglio, che sarà normalizzata alla massima forza di contrazione volontaria (MVC). I ricercatori si aspettano che i soggetti con tVNS concomitante durante l'allenamento mostrino maggiori aumenti dell'abilità visuomotoria e dell'eccitabilità corticospinale dopo l'allenamento. I ricercatori si aspettano anche che tVNS aumenti la noradrenalina centrale e che la quantità di adattamenti neuromotori dovuti all'allenamento sia associata a quella dell'aumento indotto da tVNS della noradrenalina centrale. Questi risultati attesi saranno la prima prova dell'efficacia del tVNS concomitante con l'allenamento motorio per la sovraregolazione della norepinefrina centrale e per facilitare gli adattamenti neuromotori indotti dall'allenamento negli esseri umani. Apriranno nuovi campi di studio scientifici e clinici che porteranno alla creazione di riabilitazione motoria abbinata a tVNS in grado di migliorare i risultati della riabilitazione in individui con disabilità motoria. La dimostrazione dei cambiamenti associati tra noradrenalina centrale e adattamenti neuromotori dovuti a tVNS in esseri umani non disabili è un passo necessario per applicare tVNS alla riabilitazione con la comprensione del meccanismo sottostante e per utilizzare potenzialmente la noradrenalina centrale come predittore dell'efficacia di tVNS nella riabilitazione.