Pediatrische hemiplegie: synergetische behandeling met behulp van rTMS en CIT

A. Specifieke doelstellingen Het voorgestelde onderzoek zal een nieuwe methode onderzoeken om hersenreorganisatie en functieherstel bij kinderen met hemiplegie te bevorderen. Er zijn aanwijzingen dat, hoewel de hersenen een opmerkelijke reorganisatie ondergaan na neurale beschadiging, sommige veranderingen onaangepast zijn en het individu extra functieverlies bezorgen. Bij volwassenen kunnen motorneuronen in de ipsilesionale (beroerte) hemisfeer die de beroerte hebben overleefd, een verlies van prikkelbaarheid ondergaan. Interhemisferische (transcallosale) remming wordt opgelegd aan deze neuronen vanuit de contralesionale (niet-beroerte) hemisfeer. Er zijn aanwijzingen dat zowel bij de volwassene als bij het kind verhoogde ipsilaterale projecties van de contralesionale hemisfeer naar de paretische hand, waarschijnlijk als gevolg van compenserend gedrag, de handicap in feite verergeren. We veronderstellen dat de effectiviteit van paretische activiteitstraining van ledematen kan worden verbeterd in combinatie met elektrofysiologische interventie die activiteit in de contralesionale motorneuronen onderdrukt. Repetitieve transcraniële magnetische stimulatie (rTMS) is een krachtige en niet-invasieve manier om de prikkelbaarheid van de hersenen te beïnvloeden. rTMS onderdrukt bij lage frequenties de neurale functie. Door de contralesionale motorcortex met lage frequentie te stimuleren, waardoor de interhemisferische remming van de ipsilesionale motorcortex wordt onderdrukt, wordt een netto prikkelend effect (ontremming) op de ipsilesionale motorcortex geïnduceerd. Het is aangetoond dat het voorafgaan aan de laagfrequente rTMS met priming rTMS (zie hieronder) de omvang van het na-effect vergroot. We hebben onlangs de veiligheid aangetoond van enkelvoudige behandelingen van 6-Hz geprimed laagfrequent rTMS bij volwassenen met een beroerte en we zijn momenteel bezig met een volwassen NIH R01-gefinancierd onderzoek naar de effectiviteit, het mechanisme en de veiligheid van seriële behandelingen van rTMS in combinatie met motorische leer opleiding. Het niet aanpakken van de grote kloof in de reorganisatie van de hersenen van kinderen bestendigt alleen het gebruik van conservatieve maar waarschijnlijk suboptimale behandelingsstrategieën. Ons langetermijndoel is om de prikkelbaarheid te herstellen van overlevende maar slapende motorneuronen in de beschadigde hemisfeer van kinderen met hemiplegie en daardoor een hoger motorisch herstel te bevorderen. Om dit doel te bereiken, is het ons doel om de effecten van 6-Hz primed laagfrequente rTMS te combineren met een huidige vorm van motorische leertraining, constraint duced therapy (CIT), om een ​​synergisme te bereiken dat ongekende hersenreorganisatie en herstel van functie.

Specifiek doel #1: Onderzoek de veiligheid van vijf behandelingen van 6-Hz geprimed laagfrequent rTMS afgewisseld met vijf behandelingen van CIT bij kinderen met hemiplegie.

Bijwerkingen zullen worden gemeten door middel van observatie voor toevallen, voortdurende screening door artsen, evaluatie van de cognitieve functie en motorische functie in de niet-paretische hand. De werkhypothese is:

1. Vijf 6-Hz geprimed laagfrequente rTMS-behandelingen in combinatie met CIT zullen geen epileptische activiteit of enig ander ernstig nadelig effect veroorzaken.

Specifiek doel #2. Bepaal het synergetische effect van rTMS in combinatie met CIT op functionele resultaten bij kinderen met hemiplegie.

Vijftien kinderen met hemiplegie in elk van de twee pediatrische medische centra (totaal N=30) zullen willekeurig in gelijke aantallen worden toegewezen aan een van de twee groepen: rTMSreal/CIT, rTMSsham/CIT. De werkhypothesen zijn:

1. Beide groepen zullen een significante verbetering laten zien in de functionele uitkomsten van de paretische hand bij de posttest in vergelijking met hun pretest.
2. De rTMSreal/CIT-groep zal een significant grotere verbetering in functie van de paretische hand laten zien in vergelijking met de rTMSsham/CIT-groep.

Specifiek doel #3: Ontdek de reorganisatie van de hersenen geassocieerd met 6-Hz primed laagfrequente rTMS in combinatie met CIT.

Door behandeling geïnduceerde hersenreorganisatie in het ipsilesioneel halfrond zal worden onderzocht met behulp van opgewekte corticale exciteerbaarheid, met behulp van TMS voor gepaarde-pulstesten en corticale stille periodetesten, evenals met vrijwillige corticale rekrutering met behulp van functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI). De werkhypothesen zijn:

1. Beide groepen zullen significant betere reacties laten zien met TMS-testen en fMRI-testen bij posttest in vergelijking met hun pretest.
2. De rTMSreal/CIT-groep zal aanzienlijk grotere veranderingen laten zien in vergelijking met de rTMSsham/CIT-groep.

Dit onderzoek is innovatief omdat het een unieke vorm van niet-invasieve hersenstimulatie (primed low-frequency rTMS) combineert met gedragstraining (CIT) om een ​​synergisme te bevorderen dat een hoger herstel bij pediatrische hemiplegie zou kunnen bereiken dan met een van beide behandelingen alleen. De verwachte resultaten zijn een verbeterde handfunctie zonder nadelige effecten, wat leidt tot een verbeterde kwaliteit van leven en verminderde zorglast gedurende het hele leven van kinderen met hemiplegie.