Pratica motoria dell'arto superiore innescata dall'esercizio nell'ictus cronico (PUMP-Ex)

Con una coorte sopravvissuta di quasi 7 milioni di individui, l'ictus è la principale causa di disabilità a lungo termine negli Stati Uniti. Dei circa 795.000 nuovi ictus che si verificano ogni anno, circa i 2/3 dei sopravvissuti presenteranno un certo grado di disabilità a lungo termine. La prevalenza della disabilità post-ictus unita al fatto che più persone sopravvivono all'ictus riflette una crescente necessità di sviluppare strategie riabilitative efficaci volte a ridurre la disabilità e migliorare la qualità della vita per i milioni di sopravvissuti all'ictus, le loro famiglie e gli operatori sanitari.

La stragrande maggioranza dei sopravvissuti all'ictus, >75%, presenta emiparesi dell'arto superiore (UE) e solo il 15% si riprenderà completamente. Inoltre, la compromissione UE residua è strettamente legata alla disabilità a lungo termine e alla ridotta qualità della vita. L'attuale evidenza meta-analitica supporta gli interventi di riabilitazione dell'ictus in realtà virtuale per migliorare la funzione dell'UE, suggerendo che questa è un'area promettente per un ulteriore sviluppo terapeutico.

Duck Duck Punch (DDP) è un gioco per computer interattivo deliberatamente progettato per migliorare la qualità del movimento dell'UE attraverso la pratica del movimento progressivo individualizzato insieme a una serie di metriche delle prestazioni che consentono un feedback all'interno della sessione sulle prestazioni del movimento. Sebbene la risposta agli interventi di riabilitazione della realtà virtuale dell'UE, come il DDP, coinvolga una moltitudine di fattori, i cambiamenti neuroplastici sono un meccanismo primario alla base del recupero funzionale. Pertanto, l'associazione del DDP con un intervento di priming per facilitare un ambiente "neuroplastic-friendly" può rendere il sistema nervoso centrale più suscettibile e migliorare la risposta alla riabilitazione del DDP e, in ultima analisi, migliorare i risultati.

L'allenamento aerobico (AEx) ha benefici positivi sulla funzione cerebrale complessiva, tra cui un miglioramento della cognizione globale, della funzione esecutiva, della velocità di elaborazione e dell'attenzione negli anziani sani. Inoltre, una singola sessione di AEx migliora notevolmente la memoria motoria e l'apprendimento negli adulti più giovani e sani. Sebbene AEx sia stato utilizzato per migliorare la funzione cardiovascolare dopo l'ictus, i suoi effetti neurofacilitatori nell'ictus devono ancora essere testati empiricamente. I meccanismi candidati attraverso i quali l'AEx migliora la funzione cerebrale e l'apprendimento motorio includono cambiamenti nel fattore neurotrofico circolante derivato dal cervello (BDNF) e nell'eccitabilità corticomotoria. Si ritiene che il BDNF svolga un ruolo fondamentale in diversi processi neuroplastici e promuova il rafforzamento delle connessioni sinaptiche, ovvero il potenziamento a lungo termine (LTP) e la ricerca attuale indica che l'AEx può aumentare in modo acuto e cronico il BDNF circolante. L'eccitabilità corticomotoria (CME) è spesso usata come indicatore di neuroplasticità simile a LTP e può essere alla base di miglioramenti nella memoria motoria e nell'apprendimento. Analogamente al BDNF, l'AEx può migliorare in modo acuto l'eccitabilità corticomotoria nei soggetti di controllo e con ictus cronico. La facilitazione della funzione del sistema nervoso centrale fornisce la motivazione per determinare il ruolo di AEx nel "preparare" il cervello per un successivo intervento per massimizzare il potenziale neuroplastico.

Il priming basato sul movimento per la neuroriabilitazione comporta l'esecuzione di movimento o esercizio prima o in concomitanza con un intervento terapeutico con l'obiettivo di migliorare l'efficacia dell'intervento terapeutico. Prove emergenti supportano AEx come potenziale strumento di innesco per la riabilitazione dell'ictus UE. L'AEx combinato con l'addestramento al compito dell'UE può migliorare la funzione dell'UE e lo stato di salute auto-riferito nei sopravvissuti a ictus cronico. Nonostante i risultati promettenti, ci sono lacune nella letteratura che riguardano: 1) l'applicabilità clinica di una sessione di priming AEx; e 2) meccanismi che contribuiscono ai cambiamenti nelle funzioni dell'UE in risposta alla riabilitazione dell'UE innescata da AEx. Affrontare queste lacune sarà necessario per sviluppare un primer AEx che sia potente ed efficiente in termini di tempo, rispetto agli attuali modelli clinici. Pertanto, lo scopo di questa proposta pilota sarà quello di stabilire parametri iniziali di fattibilità e tollerabilità attraverso i seguenti obiettivi:

1. Dimostrare la fattibilità dell'associazione di AEx + DDP nei sopravvissuti a ictus con emiparesi UE
2. Quantificare l'entità dell'effetto dell'intervento AEx + DDP sulla menomazione e sulla funzione dell'UE
3. Esaminare la relazione tra biomarcatori di neuroplasticità (BDNF ed eccitabilità corticomotoria) e risposta a AEx + DDP

Per raggiungere questi obiettivi, i sopravvissuti a ictus cronico con emiparesi UE moderata saranno sottoposti a 18 sessioni di formazione AEx + DDP. Ogni settimana, per sei settimane, i soggetti saranno sottoposti a tre sessioni di AEx + DDP. Durante ogni sessione i soggetti completeranno 15 minuti di esercizio aerobico seguiti da 200 ripetizioni di DDP. La valutazione della funzione dell'UE e dei biomarcatori di neuroplasticità sarà valutata prima e dopo l'intervento AEx + DDP.