Stimolazione transcranica a corrente continua rispetto alla realtà virtuale sull'andatura nei bambini con diplegia spastica

La paralisi cerebrale (PC) è causata da una lesione cerebrale in fase iniziale, che colpisce da 2 a 3 bambini ogni 1000 nati vivi. La CP è suddivisa in diversi sottotipi a seconda dei segni neurologici dominanti: spastica, discinetica o atassica. L'epilessia e la disabilità intellettiva, così come i problemi con la parola, l'udito e la vista, sono tutte complicazioni comuni [1]. La PC diplegica spastica è una delle disabilità dello sviluppo più comuni nel corso della vita, causata da cambiamenti su larga scala nell'attività cerebrale subcorticale con una ridotta attivazione dei circuiti corticospinali e somatosensoriali, che porta a una ridotta attivazione del sistema nervoso centrale durante le attività volitive.

La compromissione dell'andatura è osservata nel 90% dei bambini con PC diplegico spastico, derivante da questa ridotta eccitabilità corticale e aggravata da spasticità degli arti inferiori, eccessiva debolezza muscolare, ridotta mobilità articolare e scarsa coordinazione ed equilibrio. In particolare, i bambini con PC hanno velocità dell'andatura, cadenza e lunghezza del passo ridotte, tra gli altri parametri dell'andatura spaziotemporale interessati. La classificazione internazionale della disabilità funzionale e della salute considera i cambiamenti nelle caratteristiche spaziali e temporali dell'andatura come importanti predittori di scarsa funzionalità e partecipazione della comunità. Inoltre, in questa popolazione sono comuni l'andatura accovacciata, le forbici e altri modelli di andatura atipica, che influenzano ulteriormente le caratteristiche cinematiche e cinetiche dell'andatura e portano a locomozione metabolicamente costosa, alto rischio di caduta e lesioni muscoloscheletriche a lungo termine. Per i bambini con PC diplegico spastico, l'obiettivo primario della riabilitazione è facilitare la mobilità e modelli di deambulazione appropriati con o senza assistenza esterna. Il miglioramento delle caratteristiche spaziotemporali e cinetiche dell'andatura migliorerebbe la funzione dell'andatura, aumenterebbe l'efficienza dell'andatura e ridurrebbe il rischio di disabilità a lungo termine. A sua volta, consentirebbe a questi bambini di partecipare a più attività della vita quotidiana, interazioni significative con la famiglia e la società e l'esplorazione ambientale, oltre a migliorare il loro sviluppo fisico.

Nel presente studio, i ricercatori hanno preso in considerazione due strategie guidate dalla tecnologia che potrebbero potenzialmente mirare ai disturbi dell'andatura e migliorare la funzione dell'andatura nei bambini con PC: la realtà virtuale (VR) e la stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS). Entrambi gli interventi sono stati studiati per il loro potenziale terapeutico con risultati contrastanti, specialmente nei bambini. Nello specifico, la realtà virtuale può simulare attività della vita reale fornendo allo stesso tempo ripetizioni, input e feedback sensoriali aumentati, riduzione/aumento degli errori per aumentare la motivazione durante il processo di riabilitazione. Come strumento di allenamento, la realtà virtuale fornisce stimoli percettivi visivi derivanti da cambiamenti dinamici nel contesto, che possono aiutare nell'esecuzione di esercizi regolamentati, richiedendo anche concentrazione e controllo posturale aggiuntivo. Gli studi di neuroimaging suggeriscono che la realtà virtuale può facilitare l'apprendimento e il recupero stimolando la riorganizzazione corticale e la plasticità neurale. Precedenti ricerche hanno utilizzato la realtà virtuale come strumento terapeutico per i bambini per migliorare l'equilibrio, la velocità di camminata e/o la distanza, nonché per incoraggiare l'attività fisica. È stato dimostrato che ulteriori terapie VR migliorano le prestazioni funzionali in attività tra cui squat, postura eretta e dispendio energetico. Con la commercializzazione di prodotti correlati alla realtà virtuale come il Nintendo Wii, molti giochi virtuali sono prontamente disponibili per l'uso domestico. Questi giochi sono spesso progettati per sfidare e allenare l'equilibrio, la postura e i movimenti dinamici, tutti fattori critici per l'andatura. Pertanto, la riabilitazione basata sulla realtà virtuale può offrire un approccio terapeutico unico e accessibile per ridurre i disturbi dell'andatura e migliorare la funzione dinamica.

Al contrario, tDCS è una tecnica di neuromodulazione focalizzata sull'ottimizzazione dei percorsi neurali esistenti per prolungare e/o migliorare i guadagni funzionali ottenuti dalla riabilitazione. La tDCS viene applicata attraverso la stimolazione anodica o catodica, che corrisponde rispettivamente all'eccitazione o all'inibizione delle aree cerebrali stimolate. La stimolazione anodica migliora l'eccitabilità corticale attraverso la depolarizzazione, consentendo un'attivazione cellulare più spontanea, mentre la stimolazione catodica ha un effetto inibitorio attraverso l'iperpolarizzazione. Funzionalmente, ciò significa che l'applicazione di tDCS influenzerà l'attività nell'area del cervello che prende di mira. Precedenti ricerche indicano che l'inibizione dell'input corticale al tratto corticospinale è una possibile causa di aumento della spasticità nella PC, quindi è ragionevole prevedere che la stimolazione anodica mitigherebbe questi sintomi negli individui con CP spastica. Gli effetti neurofisiologici della tDCS anodica possono anche potenziare l'apprendimento motorio attraverso questo aumento dell'attività corticale, che è applicabile al trattamento di tutti i sottotipi di CP. Questi benefici possono tradursi anche in un'andatura migliorata dal punto di vista funzionale.