Oefening-geprimed motorische oefening van de bovenste ledematen bij chronische beroerte (PUMP-Ex)

Met een overlevend cohort van bijna 7 miljoen personen is een beroerte de belangrijkste oorzaak van langdurige invaliditeit in de Verenigde Staten. Van de ~795.000 nieuwe beroertes die jaarlijks plaatsvinden, zal ongeveer 2/3e van de overlevenden een zekere mate van langdurige invaliditeit hebben. De prevalentie van invaliditeit na een beroerte in combinatie met het feit dat meer mensen een beroerte overleven, weerspiegelt een toenemende behoefte om effectieve revalidatiestrategieën te ontwikkelen die gericht zijn op het verminderen van invaliditeit en het verbeteren van de kwaliteit van leven voor de miljoenen overlevenden van een beroerte, hun families en verzorgers.

De overgrote meerderheid van de overlevenden van een beroerte,> 75%, vertoont hemiparese van de bovenste ledematen (UE), en slechts 15% zal volledig herstellen. Bovendien is resterende UE-stoornis nauw verbonden met langdurige invaliditeit en verminderde kwaliteit van leven. Huidig ​​​​meta-analytisch bewijs ondersteunt virtual reality-revalidatie-interventies voor het verbeteren van de UE-functie, wat suggereert dat dit een veelbelovend gebied is voor verdere therapeutische ontwikkeling.

Duck Duck Punch (DDP) is een interactief computerspel dat met opzet is ontworpen om de bewegingskwaliteit van de UE te verbeteren door middel van geïndividualiseerde progressieve bewegingsoefeningen, samen met een reeks prestatiestatistieken die feedback binnen de sessie over bewegingsprestaties mogelijk maken. Hoewel de reactie op UE-revalidatie-interventies in virtual reality, zoals DDP, een groot aantal factoren met zich meebrengt, zijn neuroplastische veranderingen een primair mechanisme dat ten grondslag ligt aan functioneel herstel. Het koppelen van DDP aan een priming-interventie om een ​​'neuroplastisch-vriendelijke' omgeving mogelijk te maken, kan het CZS dus vatbaarder maken en de respons op DDP-revalidatie verbeteren en uiteindelijk de resultaten verbeteren.

Aërobe training (AEx) heeft positieve voordelen voor de algehele hersenfunctie, waaronder verbeterde globale cognitie, executieve functies en verwerkingssnelheid en aandacht bij gezonde, oudere volwassenen. Bovendien verbetert een enkele sessie AEx acuut het motorisch geheugen en leren bij jongere, gezonde volwassenen. Hoewel AEx is gebruikt om de cardiovasculaire functie na een beroerte te verbeteren, moeten de neurofaciliterende effecten bij een beroerte nog empirisch worden getest. Kandidaat-mechanismen waardoor AEx de hersenfunctie en motorisch leren verbetert, omvatten veranderingen in de circulerende van de hersenen afgeleide neurotrofe factor (BDNF) en corticomotorische prikkelbaarheid. Aangenomen wordt dat BDNF een integrale rol speelt in verschillende neuroplastische processen en de versterking van synaptische verbindingen bevordert, d.w.z. langetermijnpotentiëring (LTP) en huidig ​​​​onderzoek geeft aan dat AEx de circulerende BDNF acuut en chronisch kan verhogen. Corticomotorische prikkelbaarheid (CME) wordt vaak gebruikt als een indicator van LTP-achtige neuroplasticiteit en kan ten grondslag liggen aan verbeteringen in motorisch geheugen en leren. Net als BDNF kan AEx de corticomotorische prikkelbaarheid acuut verbeteren bij controlepatiënten en personen met een chronische beroerte. Het faciliteren van de functie van het centrale zenuwstelsel biedt een grondgedachte om de rol van AEx te bepalen bij het 'primen' van de hersenen voor een volgende interventie om het neuroplastische potentieel te maximaliseren.

Op beweging gebaseerde priming voor neurorevalidatie omvat het uitvoeren van beweging of oefening vóór of gelijktijdig met een therapeutische interventie met als doel de effectiviteit van de therapeutische interventie te verbeteren. Opkomend bewijs ondersteunt AEx als een potentieel hulpmiddel voor UE-beroerterevalidatie. AEx gecombineerd met UE-taaktraining kan de UE-functie en zelfgerapporteerde gezondheidsstatus verbeteren bij overlevenden van een chronische beroerte. Ondanks de veelbelovende resultaten zijn er lacunes in de literatuur met betrekking tot: 1) de klinische toepasbaarheid van een AEx-voorbereidingssessie; en 2) mechanismen die bijdragen aan veranderingen in UE-functies als reactie op AEx-primed UE-revalidatie. Het zal nodig zijn om deze lacunes aan te pakken om een ​​AEx-primer te ontwikkelen die krachtig en tijdbesparend is, met betrekking tot de huidige klinische modellen. Daarom zal het doel van dit proefvoorstel zijn om initiële haalbaarheids- en verdraagbaarheidsbenchmarks vast te stellen via de volgende doelstellingen:

1. Demonstreer de haalbaarheid van het koppelen van AEx + DDP bij overlevenden van een beroerte met UE hemiparese
2. Kwantificeer de omvang van het effect van de AEx + DDP-interventie op UE-stoornis en -functie
3. Onderzoek de relatie tussen biomarkers van neuroplasticiteit (BDNF en corticomotorische prikkelbaarheid) en respons op AEx + DDP

Om deze doelen te bereiken, ondergaan overlevenden van een chronische beroerte met matige UE hemiparese 18 sessies AEx + DDP-training. Zes weken lang ondergaan proefpersonen elke week drie sessies AEx + DDP. Tijdens elke sessie zullen proefpersonen 15 minuten aërobe oefening voltooien, gevolgd door 200 herhalingen van DDP. Beoordeling van UE-functie en biomarkers van neuroplasticiteit zullen worden beoordeeld voor en na de AEx + DDP-interventie.