外傷性脳損傷者の姿勢制御を改善するためのニューロバランストレーニング

背景: 外傷性脳損傷 (TBI) は、衰弱をもたらす重度の健康状態の 1 つであり、米国だけで 250 万人以上が罹患しています。 平衡機能障害は、外傷性脳損傷の最も障害となる結果の 1 つであり、事故から 10 年が経過した後でも外傷性脳損傷者の約半数が罹患しており、さらに、姿勢制御不良による転倒の危険性が高まります。 現在の課題は、慢性的な平衡感覚を訴える外傷性脳損傷生存者において、平衡感覚の回復を長期にわたって維持できることが証明されている、確立されたリハビリテーション治療法が現在存在しないことである。 したがって、感覚運動統合と固有受容制御の改善をターゲットにして平衡機能を改善し、それによって外傷性脳損傷生存者とその介護者の長期的な負担を軽減できる、リハビリテーション工学を使用した新しい治療戦略が必要です。

仮説と根拠: バランスと姿勢制御の回復にはマルチモーダルな戦略が必要であるという仮説を立て、Hunova プラットフォーム (Movendo Technology、イタリア) を使用したロボットバランストレーニング (RBT) を提案します。これは、ロボットバランストレーニング (RBT) には、動的バランスをサポートするだけでなく、動的バランスをサポートする利点があるためです。矢状面だけでなく横断面（内外方向および前後方向）もサポートし、独自の着座バランス運動により体幹の安定性と体幹のコントロールを可能にします。 さらに、RBTのアジュバントとして高精細経頭蓋直流刺激（HD-tDCS）を使用することで、HD-tDCSは皮質脊髄回路を介したトップダウンの神経筋による平衡制御を促進し、ロボットプラットフォームはボトムダウンのバランス制御を可能にするという仮説を立てています。プラットフォームの混乱に対する反応のフィードバックを向上させます。 全体として、我々は、これらの介入を組み合わせることにより、反応的および予測的な姿勢制御、位置感覚、および固有受容制御を改善し、下肢の筋力を獲得し、足首の可動範囲を広げ、ゲームのような運動を通じて注意力を刺激することが期待されます。

研究デザイン: 我々は、単一施設、研究者盲検、無作為化、偽対照トリプルアーム並行群優越性試験研究を提案します。 平衡機能障害を訴える慢性外傷性脳損傷（スクリーニングの 6 か月以上前に傷害が発生）を患う 45 人の成人が、(1) 本物の HD-tDCS + RBT、(2) 偽の HD-tDCS + の 3 つのグループのいずれかに無作為に割り当てられます。 RBT、および(3) 用量が一致した標準治療リハビリテーション治療を受けている対照群。 すべての参加者は 12 セッション (3 日 × 4 週間) の介入を受けます。 介入による機能回復と神経生理学的変化を評価するために、合計 3 回の評価来院（トレーニング前、4 週間のトレーニング直後、最後のトレーニング来院から 2 か月後）が実施されます。

具体的な目的-1: 外傷性脳損傷者の4週間のトレーニング機能の直後に、ロボットによるバランストレーニングと組み合わせた標的神経調節の全体的な治療効果がバランスの結果に現れるかどうかを判断すること。 ベースラインからトレーニング後 4 週間までの Berg Balance Scale スコアの変化が主要な結果の尺度になります。 バランス回復の二次結果の尺度は、ベースラインからトレーニング後 4 週間までの Mini BESTest、機能的歩行評価、および体幹障害スケールのスコアの変化になります。 私たちは、Real HD-tDCS + RBT がバランスの結果において最大の改善を示すだろうと仮説を立てています。

第二の目的-2: 神経調節を強化したロボットトレーニングによるバランス制御のトップダウンおよびボトムアップの神経生理学的メカニズムを特徴付けること。 我々は、ベースライン、トレーニング後4週間、および2か月のフォローアップで、EEGおよびEMG活動の神経生理学的結果、およびプラットフォーム摂動タスク中の体の揺れの姿勢記録結果を測定します。 具体的には、皮質反応性の振幅、筋肉の同時活性化、および変位の中心における介入によって引き起こされる変化がグループ間で比較されます。

第二の目的-3: 平衡機能エンドポイントにおける介入関連の変化と皮質機能接続性のグラフ理論的測定値との関連を研究すること。 我々は、多変量統計的アプローチ（部分最小二乗相関）を使用して、平衡結果測定における4週間の介入に関連した変化と、プラットフォーム摂動タスク中に測定された脳波皮質皮質機能接続特徴との間の相関を特徴付ける潜在的な要素を特定します。