Stimolazione magnetica transcranica ripetitiva abbinata alla realtà aumentata per alterare i sintomi della commozione cerebrale

L’incidenza delle lesioni cerebrali traumatiche (TBI) è in aumento in Canada (Rao et al., 2017) e si prevede che diventerà una delle condizioni neurologiche più comuni che colpiranno i canadesi entro il 2031 (Public Health Agency of Canada, 2014). Fino al 90% dei trauma cranico è classificato come lieve (m)TBI, noto anche come commozione cerebrale (Cassidy et al., 2004). Un rapporto federale sulle commozioni cerebrali del 2019 ha indicato una prevalenza annuale di 200.000 mTBI in Canada (Casey & Fonseca, 2019). I sintomi di mTBI, definiti sintomi post-commozione cerebrale (PCS), includono vertigini, mal di testa, alterazioni dell'umore e deterioramento cognitivo (Ryan & Warden, 2003). Il PCS generalmente si risolve da solo. Tuttavia, alcuni pazienti sperimentano una PCS persistente che dura oltre 3 mesi dopo il trauma cranico iniziale.

Le vertigini sono il secondo sintomo più comune di mTBI dopo il mal di testa (Gianoli, 2022). Si stima che fino all'81% dei pazienti con mTBI presentino vertigini all'esame clinico iniziale, che possono continuare a persistere oltre 1 anno dopo il trauma iniziale nel 25% dei pazienti (Corwin et al., 2015; Hartvigsen et al. , 2014). Le vertigini post-commozione cerebrale (PCD) possono presentarsi come instabilità posturale, vertigini continue, disturbi dell'equilibrio, nausea e intolleranza al movimento della testa (Dougherty et al., 2024; Marshall et al., 2015). Questi sintomi possono ridurre drasticamente la qualità della vita e influire sulla capacità di guidare, lavorare e svolgere attività quotidiane (Ciorba et al., 2017; Hall et al., 2022).

La PCD è tipicamente associata a compromissione vestibolare (Gianoli, 2022). Inoltre, molti pazienti che lamentano vertigini in seguito a mTBI dimostrano anomalie fisiologiche nei sistemi uditivo e vestibolare (Toglia et al., 1970). Di conseguenza, il trattamento più preferibile per la PCD è una forma di allenamento per l’equilibrio chiamata terapia riabilitativa vestibolare (VRT; 6,14). La VRT consiste in una serie di esercizi che promuovono l'adattamento, la sostituzione e l'assuefazione del sistema vestibolare (Galeno et al., 2022). L'adattamento, mediato dalla neuroplasticità, è il graduale rimodellamento del sistema nervoso mentre "si adatta" ai segnali provenienti dal sistema vestibolare danneggiato. La sostituzione è il processo di apprendimento di strategie per compensare la scarsa funzione vestibolare. L'assuefazione è la graduale desensibilizzazione a determinati movimenti attraverso l'esposizione ripetuta a tali movimenti. Questi esercizi sono spesso prescritti individualmente in base alle aree personali di disabilità (Murray et al., 2017). Tipi di esercizi specifici includono esercizi di stabilità dello sguardo, assuefazione, sostituzione ed equilibrio. Questi deficit mirano al riflesso vestibolo-oculare (VOR), migliorano la sensibilità al movimento compromessa, facilitano la riprogrammazione centrale e migliorano l’equilibrio (Aligene & Lin, 2013). La VRT tradizionale, come un compito di equilibrio, è monotona e spesso richiede la gestione di professionisti qualificati (Smółka et al., 2020). La VRT, sotto forma di giochi interattivi, tuttavia, è coinvolgente e ha dimostrato di influenzare positivamente l'equilibrio, le vertigini e la mobilità (Rosiak et al., 2018; Szturm et al., 2011). Una forma di allenamento sensomotorio consistente in un gioco interattivo presentato attraverso la realtà aumentata (AR) non è stata ancora esplorata. Potrebbe servire a ridurre la PCD con meccanismi simili a quelli dei VRT sopra menzionati.

L'AR viene tipicamente presentata attraverso occhiali opachi, che sovrappongono oggetti virtuali all'ambiente dell'utente. Gli utenti possono quindi interagire contemporaneamente sia con l'ambiente virtuale che con quello fisico. Il nostro intervento AR prevede un gioco che promuove movimenti della testa diretti a un obiettivo per svolgere compiti in vari orientamenti della testa e posizioni posturali. Attraverso l'esposizione ripetuta, questo gioco mira a facilitare l'adattamento, la sostituzione e l'assuefazione del sistema vestibolare per ridurre la PCD.

Una tecnica di neuromodulazione non invasiva chiamata stimolazione magnetica transcranica ripetitiva (rTMS) può migliorare l’allenamento vestibolare AR. Una forma di somministrazione di rTMS chiamata stimolazione intermittente del theta burst (iTBS) promuove la plasticità sinaptica inducendo cambiamenti simili al potenziamento a lungo termine (LTP) nell'eccitabilità neuronale (Huang et al., 2009). La letteratura suggerisce che l’iTBS somministrato alla corteccia motoria primaria (M1) può migliorare l’apprendimento insieme all’allenamento motorio (Platz et al., 2018; J. J. Zhang et al., 2022). La rTMS può anche migliorare le vertigini. Dieci sessioni di rTMS riducono la gravità e la frequenza dei sintomi delle vertigini di oltre il 50% nei pazienti affetti da PCD grave (Paxman et al., 2018). l'iTBS somministrato a M1 migliora l'equilibrio nei pazienti post-ictus (Liao et al., 2023). L'infiammazione sistemica è un'importante risposta fisiologica all'mTBI che può contribuire alle vertigini (Visser et al., 2022). Diversi studi hanno osservato gli effetti antinfiammatori della rTMS in popolazioni cliniche come ictus e depressione (Cha et al., 2022; Rajkumar, 2024; Velioglu et al., 2021; Zuo et al., 2022). Zhao et al. hanno scoperto che 20 sessioni di rTMS su pazienti con depressione refrattaria hanno ridotto i livelli elevati di TNF-⍺ e IL-1β a quelli dei controlli sani. I livelli di BDNF, importante per la crescita del cervello, sono aumentati fino a raggiungere quelli dei controlli sani dopo l’intervento. Questo effetto su TNF-⍺, IL-1β e BDNF non è stato osservato nel gruppo di controllo clinico che non ha ricevuto rTMS (Zhao et al., 2019). Cha et al. hanno riportato una riduzione simile delle citochine infiammatorie TNF-⍺, IL-1β e IL-6 dopo 10 sessioni di rTMS in pazienti post-ictus (Cha et al., 2022). Velioglu et al. hanno scoperto che 10 sessioni di rTMS hanno aumentato il BDNF nei pazienti con malattia di Alzheimer (Velioglu et al., 2021). Questi effetti forniscono anche prove di un possibile meccanismo alla base dell’effetto della rTMS su altri PCS persistenti.

I pazienti con PCD grave e persistente spesso richiedono un intervento medico o chirurgico (Gianoli, 2022). Esiste una chiara necessità di opzioni terapeutiche non invasive per questi individui. L'obiettivo primario di questo studio è determinare se la tecnica proposta è fattibile e può essere utilizzata per alterare i sintomi della commozione cerebrale nei pazienti con PCD in uno studio più ampio. Questo studio esplorerà anche gli effetti dell'iTBS in combinazione con l'allenamento vestibolare AR sulla disabilità da vertigini e sulla stabilità posturale nei pazienti con PCD. Inoltre, questa ricerca mira a determinare se la rTMS può modulare l'infiammazione nella PCS persistente.