HD-tDCS mirato per migliorare la riabilitazione degli arti superiori nella SCI

I ricercatori hanno recentemente completato uno studio clinico per valutare se la funzione dell'arto superiore in quelli con LM potrebbe essere migliorata associando la riabilitazione alla tDCS convenzionale. Nel complesso, i ricercatori hanno scoperto che la tDCS convenzionale ha mostrato risultati promettenti nel migliorare la funzione degli arti superiori, con una dimensione dell'effetto osservata compresa tra 0,23 e 0,58. Utilizzando i dati di questo studio, i ricercatori hanno eseguito un'analisi retrospettiva per determinare se il livello di beneficio funzionale sperimentato dal soggetto fosse correlato alla forza della corrente tDCS erogata alle aree corticali dedicate ai muscoli deboli. I ricercatori hanno approssimato la consegna della corrente utilizzando modelli dal software sviluppato dal collaboratore Dr. Bikson. L'attuale analisi dei ricercatori ha rilevato che i miglioramenti nella destrezza dopo dieci sessioni di tDCS convenzionale, non focale (35 cm2) erano maggiori quando la corrente veniva erogata principalmente all'interno delle aree corticali motorie dedicate ai muscoli deboli.

Espandendo l'analisi retrospettiva, i ricercatori hanno recentemente condotto uno studio pilota per determinare se la focalità della tDCS può modificare direttamente i benefici funzionali nelle persone con LM. Nello specifico, i ricercatori hanno condotto uno studio cross-over a sessione singola per valutare l'effetto della tDCS convenzionale, fittizia e focalizzata sulla forza di presa e sull'eccitabilità della via corticospinale (n=2). Per il presente studio, i ricercatori hanno utilizzato tDCS ad alta definizione (HD-tDCS) per fornire una corrente più focale con tDCS. L'HD-tDCS eroga corrente attraverso cinque piccoli elettrodi (0,8 cm2) posizionati in una configurazione a "X" tramite un semplice cappuccio. Questa configurazione porta a una concentrazione o focalizzazione maggiore dell'80% del campo elettrico all'interno della regione mirata rispetto al tDCS convenzionale non focale.

Nell'attuale studio cross-over, i risultati sono stati valutati prima e immediatamente dopo un'applicazione di 30 minuti di tDCS abbinata a attività di formazione. Le sessioni sono state distanziate di una settimana l'una dall'altra per consentire un sufficiente lavaggio. Gli investigatori hanno scoperto che l'HD-tDCS ha avuto un impatto sostanziale sulla forza di presa rispetto al tDCS convenzionale. In particolare, l'HD-tDCS ha migliorato la forza di presa (+15,9 N) mentre il tDCS convenzionale ha ridotto la forza di presa (-5,5 N). Con la forza di presa aggiunta dopo HD-tDCS, i soggetti hanno riportato la nuova capacità di afferrare una bottiglia d'acqua e tenere piccoli oggetti, indicando il maggiore potenziale di impatto clinico rispetto al tDCS convenzionale. Nel complesso, i cambiamenti grezzi nella forza di presa si sono tradotti in un vantaggio del 40% di HD-tDCS rispetto al tDCS convenzionale, in cui un cambiamento superiore al 15% è stato definito clinicamente significativo. Gli investigatori hanno anche osservato che la singola applicazione di HD-tDCS potrebbe comportare maggiori aumenti dell'eccitabilità corticospinale del muscolo tricipite debole rispetto al tDCS convenzionale. Ciò non sorprende poiché è stato dimostrato che la focalizzazione del campo elettrico provoca aumenti maggiori e più duraturi dell'eccitabilità corticospinale in individui sani; un effetto che probabilmente si verifica poiché un flusso di corrente maggiore è meno variabile e arriva a obiettivi corticali dopo HD-tDCS (miglioramento del 98% rispetto a tDCS convenzionale). Sulla base delle precedenti scoperte dei ricercatori, si prevede che l'HD-tDCS offra un vantaggio superiore al 40% e fornisca guadagni clinicamente significativi rispetto alla tDCS convenzionale per la sperimentazione clinica proposta.

La scoperta collettiva dei ricercatori secondo cui la focalità della tDCS può modificare direttamente il beneficio funzionale e l'eccitabilità corticospinale è corroborata da altri. Da notare che il lavoro sull'afasia da ictus ha dimostrato che indirizzare la corrente tDCS alle regioni corticali attivate durante il discorso migliora il beneficio funzionale della tDCS. Risultati simili sono stati riportati nella fibromialgia e nella memoria di lavoro. Pertanto, in combinazione con altri, il risultato dei ricercatori fornisce lo slancio per studiare se l'applicazione della tDCS focale porterebbe a miglioramenti ancora maggiori nella funzione degli arti superiori rispetto a quelli ottenuti con la tDCS convenzionale non focale.

L'attuale studio si baserà direttamente sulla sperimentazione clinica iniziale dei ricercatori e sullo studio incrociato pilota. I ricercatori eseguiranno uno studio di fattibilità clinica e testeranno per la prima volta se l'applicazione di HD-tDCS nella SCI provoca aumenti più robusti dell'eccitabilità delle vie corticospinali residue e della funzione degli arti superiori paretici rispetto all'applicazione di tDCS convenzionale.

Ventiquattro soggetti con una LM cronica C2-C6 saranno arruolati in uno studio di fattibilità clinica randomizzato, valutatore in cieco (vedere la sezione 1.3). Prima della randomizzazione, i soggetti completeranno una fase di controllo basale di due settimane. I dati della fase di controllo di base consentiranno a ciascun paziente di fungere da controllo proprio poiché la variabilità dovuta all'eterogeneità della malattia e alla tDCS può essere tenuta in considerazione nell'analisi dei dati. Dopo il completamento della fase di controllo di base, i soggetti saranno randomizzati in due gruppi: HD-tDCS + addestramento alla pratica di massa o tDCS convenzionale + addestramento alla pratica di massa. La randomizzazione verrà eseguita utilizzando un disegno a blocchi randomizzati generalizzati. I soggetti all'interno di un blocco saranno abbinati in base alla forza del tricipite debole (ovvero, massima contrazione volitiva misurata mediante elettromiografia; EMG). Verrà utilizzato un software computerizzato per la randomizzazione. Immediatamente dopo l'intervento, i soggetti saranno sottoposti a test funzionali e neurofisiologici post-test e follow-up (quattro settimane dopo l'intervento). Poiché le applicazioni convenzionali e HD-tDCS sembrano visivamente diverse, solo i valutatori che raccolgono e analizzano i risultati neurofisiologici e funzionali degli arti superiori saranno ciechi rispetto al paradigma tDCS fornito.