Neuromodulazione dei nervi cranici per migliorare la funzione del braccio e la plasticità cerebrale nell'ictus (CN-NINM)

La debolezza muscolare residua nell'arto superiore colpito (UL) ha un impatto negativo significativo sulle prestazioni delle attività della vita quotidiana (ADL) dei soggetti con ictus. Gli studi riportano che il grado di debolezza dell'UL è fortemente correlato al livello di funzionamento nelle ADL, influenzando così il livello complessivo di indipendenza post-ictus.

Il recupero motorio post-ictus è principalmente associato alla capacità di riorganizzazione del sistema nervoso centrale, o alla neuroplasticità. La neuroplasticità può essere valutata con la stimolazione magnetica transcranica non invasiva (TMS). La TMS consente di valutare l'eccitabilità della via corticospinale discendente, la principale via motoria che controlla i movimenti degli arti e del tronco. L'ampiezza dei potenziali evocati motori (MEP) suscitati dalla TMS fornisce una misura diretta dell'eccitabilità dei neuroni corticospinali e gli studi hanno dimostrato che le ampiezze dei MEP possono essere utilizzate per sondare i cambiamenti neuroplastici associati al recupero motorio e sono buoni predittori di una risposta individuale all'esercizio post-ictus. In un recente studio sugli esercizi UL nei sopravvissuti a ictus cronico, le ampiezze MEP di base sono state utilizzate per stimare il potenziale di recupero dei partecipanti e per adattare di conseguenza l'intensità del programma di allenamento UL. Stratificandoli in base alle ampiezze MEP, tutti i partecipanti, indipendentemente dal livello di recupero post-ictus, hanno mostrato miglioramenti significativi nella funzione UL seguendo il loro programma di formazione su misura. Collettivamente, questi risultati suggeriscono che la valutazione dell'ampiezza del MEP può fornire un modo efficiente per valutare la neuroplasticità, nonché per assistere nella stadiazione e nella personalizzazione dell'intervento formativo degli individui per ottimizzare il recupero post-ictus.

Per migliorare la neuroplasticità, gli esercizi di allenamento sono fondamentali per la riabilitazione post-ictus poiché consentono un miglioramento della funzione motoria e della forza dell'UL, oltre a promuovere la plasticità cerebrale, portando a un maggiore utilizzo dell'UL nelle ADL. Per sfruttare il vantaggio dell’allenamento della forza nel promuovere il recupero motorio e la neuroplasticità, le modalità di neurostimolazione cerebrale non invasiva (NIBS) sono sempre più studiate come terapia aggiuntiva nella riabilitazione dell’ictus. Ad oggi, la stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS) è la NIBS più studiata, ma si nota una grande variabilità nella risposta alla tDCS, con oltre il 50% degli individui che non rispondono come previsto. Questa eterogeneità tra gli studi sulla risposta alla tDCS potrebbe essere spiegata dall’assenza di consenso sui parametri di stimolazione ottimali, dall’influenza delle caratteristiche anatomiche del cervello individuale sulla risposta alla tDCS e dalla presenza di una corrente elettrica che attraversa il cranio. Pertanto, per contrastare l’impatto della variabilità anatomica interindividuale e dello shunt della corrente elettrica nel cranio, studi recenti stanno ora studiando la stimolazione dei nervi cranici come terapia aggiuntiva nell’ictus se abbinata alla riabilitazione. Un dispositivo terapeutico emergente NIBS, che stimola due importanti nervi cranici, il trigemino e il glossofaringeo, mediante stimolazione della lingua, si sta facendo strada nella riabilitazione neurologica, ovvero la neuromodulazione non invasiva dei nervi cranici (CN-NINM). Applicando gli elettrodi direttamente sulla lingua, CN-NINM consente la generazione di un flusso diretto di impulsi neurali che viaggiano verso i nuclei dei nervi cranici del tronco encefalico e poi verso la corteccia motoria per indurre cambiamenti neuroplastici mirati quando combinato con trattamenti riabilitativi. A seguito di varie lesioni neurologiche e combinato con numerosi interventi, la CN-NINM determina un miglioramento delle prestazioni funzionali come la deambulazione e l'equilibrio. Sono stati osservati anche cambiamenti nella neuroplasticità, come un aumento dell'attivazione beta del cervello misurata con l'elettroencefalografia e una maggiore attivazione nell'area della corteccia motoria primaria. Dopo l'ictus, solo uno studio ha confrontato l'impatto del CN-NINM combinato con un programma di allenamento per l'equilibrio e la deambulazione di 2 settimane (gruppo sperimentale) con un programma di allenamento per l'equilibrio e la deambulazione di 2 settimane da solo (gruppo di controllo) sulle prestazioni funzionali, come valutato con il test Mini-Best, in individui nella fase subacuta di un ictus. Sulla base del punteggio del test Mini-Best, è stato notato un miglioramento dell'equilibrio nel gruppo sperimentale rispetto al gruppo di controllo (p=0,032). Sebbene promettente, CN-NINM non è stato studiato per migliorare la funzione UL, nonostante l'impatto negativo della compromissione dell'UL sulle prestazioni funzionali post-ictus. Inoltre, per gettare le basi per l’applicabilità di questo NIBS nell’ictus, è fondamentale comprendere gli effetti neurofisiologici del CN-NINM valutando i cambiamenti di neuroplasticità.

Obiettivo: L'obiettivo principale è valutare l'impatto del CN-NINM combinato con un programma di allenamento per la forza UL su misura sul miglioramento della funzione UL e dell'eccitabilità cerebrale negli individui nella fase cronica di un ictus. L'obiettivo secondario è valutare la presenza di una relazione tra guadagno funzionale UL e cambiamento nell'eccitabilità cerebrale per il campione di studio.

Metodi: In questo studio multicentrico stratificato, randomizzato e controllato, 74 partecipanti saranno reclutati e stratificati in base all'ampiezza di base delle loro risposte MEP indotte dalla TMS in tre strati di intensità di allenamento: 1) bassa intensità (MEP 20-49μV); 2) intensità moderata (MEP 50-120uV) e 3) alta intensità (MEP>120uV). . All'interno di ciascuno strato, i partecipanti verranno randomizzati nel gruppo sperimentale (vero allenamento per la forza CN-NINM + UL) o nel gruppo di controllo (falso CN-NINM + allenamento per la forza UL). Verranno raccolte le variabili sociodemografiche e correlate all'ictus (ad esempio, età, tempo trascorso dall'ictus) per confermare l'idoneità dei partecipanti. Prima e alla fine dell'intervento, i partecipanti saranno sottoposti a una valutazione clinica del loro UL affetto e a una valutazione neurofisiologica del cervello con TMS. L'intervento consisterà in un programma di allenamento per la forza UL di 4 settimane (3 volte a settimana, durata di 60 minuti) combinato con un'applicazione CN-NINM di 20 minuti. Per il gruppo sperimentale, l'intensità dello stimolo sarà impostata da ciascun partecipante ad un livello di sensazione confortevole, simile alla sensazione in bocca di una bibita. Per il gruppo di controllo, i partecipanti indosseranno il dispositivo come il gruppo sperimentale, ma l'intensità sarà controllata dal trainer e impostata su uno stimolo non percepibile.