뇌진탕 증상을 변경하기 위해 증강 현실과 결합된 반복적인 경두개 자기 자극

캐나다에서는 외상성 뇌손상(TBI)의 발생률이 증가하고 있으며(Rao et al., 2017), 이는 2031년까지 캐나다인에게 영향을 미치는 가장 흔한 신경학적 질환 중 하나가 될 것으로 예상됩니다(캐나다 공공 보건국, 2014). TBI의 최대 90%는 뇌진탕으로도 알려진 경미한 (m)TBI로 분류됩니다(Cassidy et al., 2004). 2019년 연방 뇌진탕 보고서에 따르면 캐나다에서는 연간 200,000mTBI의 유병률이 발생하는 것으로 나타났습니다(Casey & Fonseca, 2019). 뇌진탕 후 증상(PCS)이라고 불리는 mTBI의 증상에는 현기증, 두통, 기분 변화 및 인지 장애가 포함됩니다(Ryan & Warden, 2003). PCS는 일반적으로 자체적으로 해결됩니다. 그러나 일부 환자는 초기 두부 손상 후 3개월 이상 지속되는 지속적인 PCS를 경험합니다.

현기증은 두통 다음으로 mTBI의 두 번째로 흔한 증상입니다(Gianoli, 2022). mTBI 환자의 최대 81%가 초기 임상 검사 시 현기증을 나타낼 것으로 추정되며, 이는 환자의 25%에서 초기 외상 후 1년 이상 지속될 수 있습니다(Corwin et al., 2015; Hartvigsen et al. , 2014). 뇌진탕 후 현기증(PCD)은 자세 불안정, 지속적인 현기증, 균형 장애, 메스꺼움, 머리 움직임에 대한 편협함으로 나타날 수 있습니다(Dougherty et al., 2024; Marshall et al., 2015). 이러한 증상은 삶의 질을 크게 저하시키고 운전, 업무, 일상 활동 수행 능력에 영향을 미칠 수 있습니다(Ciorba et al., 2017; Hall et al., 2022).

PCD는 일반적으로 전정 장애와 관련이 있습니다(Gianoli, 2022). 또한, mTBI 후 현기증을 호소하는 많은 환자들은 청각 및 전정계에 생리학적 이상을 나타냅니다(Toglia et al., 1970). 결과적으로, PCD에 대한 가장 바람직한 치료법은 전정 재활 치료(VRT; 6,14)라고 불리는 균형 훈련의 한 형태입니다. VRT는 전정계의 적응, 대체 및 습관화를 촉진하는 일련의 운동으로 구성됩니다(Galeno et al., 2022). 신경가소성에 의해 매개되는 적응은 손상된 전정계의 신호에 "적응"하면서 신경계가 점진적으로 리모델링되는 것입니다. 대체는 열악한 전정 기능을 보상하기 위한 전략을 학습하는 과정입니다. 습관화는 특정 움직임에 반복적으로 노출되어 특정 움직임에 대한 점진적인 둔감화입니다. 이러한 운동은 개인의 장애 영역에 따라 개별적으로 처방되는 경우가 많습니다(Murray et al., 2017). 특정 운동 유형에는 시선 안정성, 습관화, 대체 및 균형 운동이 포함됩니다. 전정안구반사(VOR)의 이러한 목표 적자는 손상된 운동 민감도를 개선하고, 중앙 재프로그래밍을 촉진하며, 균형을 개선합니다(Aligene & Lin, 2013). 균형 작업과 같은 전통적인 VRT는 단조롭고 관리하려면 숙련된 전문가가 필요한 경우가 많습니다(Smółka et al., 2020). 그러나 대화형 게임 형태의 VRT는 흥미롭고 균형, 현기증 및 이동성에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났습니다(Rosiak et al., 2018; Szturm et al., 2011). 증강현실(AR)을 통해 제공되는 대화형 게임으로 구성된 감각운동 훈련 형태는 아직 연구되지 않았습니다. 앞서 언급한 VRT와 유사한 메커니즘으로 PCD를 줄이는 역할을 할 수 있습니다.

AR은 일반적으로 사용자 환경에 가상 객체를 오버레이하는 불투명 안경을 통해 제공됩니다. 그러면 사용자는 가상 환경과 물리적 환경 모두와 동시에 상호 작용할 수 있습니다. 우리의 AR 개입에는 다양한 머리 방향과 자세 위치에서 작업을 수행하기 위해 머리의 목표 지향적 움직임을 촉진하는 게임이 포함됩니다. 이 게임은 반복적인 노출을 통해 전정계의 적응, 대체 및 습관화를 촉진하여 PCD를 줄이는 것을 목표로 합니다.

반복적 경두개 자기 자극(rTMS)이라는 비침습적 신경조절 기술은 AR 전정 훈련을 향상시킬 수 있습니다. 간헐적 세타 버스트 자극(iTBS)이라고 불리는 rTMS 전달의 한 형태는 신경 흥분성의 장기 강화(LTP)와 유사한 변화를 유도하여 시냅스 가소성을 촉진합니다(Huang et al., 2009). 문헌에서는 일차 운동 피질(M1)에 전달된 iTBS가 운동 훈련과 함께 학습을 향상시킬 수 있다고 제안합니다(Platz et al., 2018; J. J. Zhang et al., 2022). rTMS는 현기증을 개선할 수도 있습니다. rTMS의 10회 세션은 심각한 PCD로 고통받는 환자의 현기증 증상 심각도와 빈도를 50% 이상 감소시킵니다(Paxman et al., 2018). M1에 전달된 iTBS는 뇌졸중 후 환자의 균형을 개선합니다(Liao et al., 2023). 전신 염증은 현기증에 기여할 수 있는 mTBI에 대한 중요한 생리학적 반응입니다(Visser et al., 2022). 여러 연구에서 뇌졸중 및 우울증과 같은 임상 집단에서 rTMS의 항염증 효과가 관찰되었습니다(Cha et al., 2022; Rajkumar, 2024; Velioglu et al., 2021; Zuo et al., 2022). Zhaoet al. 난치성 우울증 환자를 대상으로 한 rTMS 20회 세션에서 TNF-⍺ 및 IL-1β의 상승된 수준이 건강한 대조군 수준으로 감소한 것으로 나타났습니다. 뇌 성장에 중요한 BDNF 수준은 중재 후 건강한 대조군 수준으로 증가했습니다. TNF-⍺, IL-1β 및 BDNF에 대한 이러한 효과는 rTMS를 투여받지 않은 임상 대조군에서는 관찰되지 않았습니다(Zhao et al., 2019). Chaet al. Cha et al., 2022) 등은 10회 rTMS 세션 후 염증성 사이토카인 TNF-⍺, IL-1β 및 IL-6의 유사한 감소를 보고했습니다(Cha et al., 2022). Veliogluet al. 은 rTMS의 10회 세션이 알츠하이머병 환자의 BDNF를 증가시킨다는 사실을 발견했습니다(Velioglu et al., 2021). 이러한 효과는 또한 다른 지속적인 PCS에 대한 rTMS 효과 뒤에 있는 가능한 메커니즘에 대한 증거를 제공합니다.

중증 지속성 PCD 환자는 종종 의학적 또는 외과적 개입이 필요합니다(Gianoli, 2022). 이러한 사람들을 위한 비침습적 치료 옵션에 대한 분명한 필요성이 있습니다. 이 연구의 주요 목적은 제안된 기술이 실행 가능하고 대규모 연구에서 PCD 환자의 뇌진탕 증상을 변경하는 데 사용될 수 있는지 확인하는 것입니다. 이 연구에서는 또한 PCD 환자의 현기증 장애 및 자세 안정성에 대한 AR 전정 훈련과 결합된 iTBS의 효과를 탐구할 것입니다. 또한, 이 연구는 rTMS가 지속적인 PCS에서 염증을 조절할 수 있는지 확인하는 것을 목표로 합니다.