Transcraniële gelijkstroomstimulatie versus virtuele realiteit bij het lopen bij kinderen met spastische diplegie

Cerebrale parese (CP) wordt veroorzaakt door hersenletsel in een vroeg stadium en treft 2 tot 3 kinderen op elke 1000 levendgeborenen. CP is onderverdeeld in verschillende subtypen, afhankelijk van de dominante neurologische symptomen: spastisch, dyskinetisch of ataxisch. Epilepsie en een verstandelijke beperking, evenals problemen met spraak, gehoor en gezichtsvermogen, zijn allemaal veelvoorkomende complicaties [1]. spastische diplegische CP is een van de meest voorkomende ontwikkelingsstoornissen gedurende het hele leven, veroorzaakt door grootschalige veranderingen in subcorticale hersenactiviteit met een verminderde activering van corticospinale en somatosensorische circuits, wat leidt tot verminderde activering van het centrale zenuwstelsel tijdens wilsactiviteiten.

Loopstoornissen worden gezien bij 90% van de kinderen met spastische diplegische CP, als gevolg van deze verminderde corticale prikkelbaarheid en verergerd door spasticiteit van de onderste ledematen, overmatige spierzwakte, verminderde gewrichtsmobiliteit en slechte coördinatie en balans. In het bijzonder hebben kinderen met CP een verminderde loopsnelheid, cadans en paslengte, naast andere aangetaste spatiotemporele loopparameters. De International Classification of Functioning Disability and Health beschouwt veranderingen in de ruimtelijke en temporele kenmerken van het lopen als belangrijke voorspellers van slecht functioneren en maatschappelijke participatie. Bovendien komen gehurkt lopen, scharen en andere atypische looppatronen veel voor in deze populatie, wat de kinematische en kinetische kenmerken van het lopen verder beïnvloedt en leidt tot metabolisch dure voortbeweging, een hoog valrisico en langdurig letsel aan het bewegingsapparaat. Voor kinderen met spastische diplegische CP is het primaire doel van revalidatie het vergemakkelijken van mobiliteit en passende looppatronen, met of zonder hulp van buitenaf. Het verbeteren van spatiotemporele en kinetische kenmerken van het lopen zou de loopfunctie verbeteren, de loopefficiëntie verhogen en het risico op langdurige invaliditeit verminderen. Op zijn beurt zou het deze kinderen in staat stellen deel te nemen aan meer activiteiten van het dagelijks leven, zinvolle interacties met familie en samenleving, en omgevingsonderzoek, en hun fysieke ontwikkeling verbeteren.

In de huidige studie overwogen de onderzoekers twee technologiegestuurde strategieën die zich mogelijk kunnen richten op loopstoornissen en het verbeteren van de loopfunctie bij kinderen met CP: virtual reality (VR) en transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS). Beide interventies zijn onderzocht op hun therapeutisch potentieel met gemengde resultaten, vooral bij kinderen. In het bijzonder kan VR levensechte activiteiten simuleren en tegelijkertijd herhaling, verbeterde sensorische input en feedback, foutvermindering/vergroting bieden om de motivatie tijdens het revalidatieproces te vergroten. Als trainingstool biedt VR visuele perceptuele stimulatie als gevolg van dynamische veranderingen in de context, wat kan helpen bij het uitvoeren van gereguleerde oefeningen, terwijl ook concentratie en aanvullende houdingscontrole vereist zijn. Neuroimaging-onderzoeken suggereren dat VR leren en herstel kan vergemakkelijken door corticale reorganisatie en neurale plasticiteit te stimuleren. Eerder onderzoek heeft VR gebruikt als een therapeutisch hulpmiddel voor kinderen om de balans, loopsnelheid en/of afstand te verbeteren, en om fysieke activiteit aan te moedigen. Er is aangetoond dat aanvullende VR-therapieën de functionele prestaties verbeteren bij activiteiten zoals hurken, staande houding en energieverbruik. Met de commercialisering van VR-gerelateerde producten zoals de Nintendo Wii, zijn veel virtuele games direct beschikbaar voor thuisgebruik. Deze spellen zijn vaak ontworpen om balans, houding en dynamische bewegingen uit te dagen en te trainen, die allemaal kritieke factoren zijn voor het lopen. Op VR gebaseerde revalidatie kan dus een unieke, toegankelijke therapeutische benadering bieden om loopstoornissen te verminderen en de dynamische functie te verbeteren.

TDCS daarentegen is een neuromodulatietechniek die gericht is op het optimaliseren van bestaande neurale paden om de functionele voordelen van revalidatie te verlengen en/of te verbeteren. tDCS wordt toegepast door middel van anodische of kathodische stimulatie, wat respectievelijk overeenkomt met excitatie of remming van de gestimuleerde hersengebieden. Anodische stimulatie verbetert de corticale exciteerbaarheid door depolarisatie, waardoor meer spontane celvuren mogelijk wordt, terwijl kathodische stimulatie een remmend effect heeft door hyperpolarisatie. Functioneel betekent dit dat de toepassing van tDCS de activiteit zal beïnvloeden in het gebied van de hersenen waarop het gericht is. Eerder onderzoek geeft aan dat geremde corticale input naar het corticospinale kanaal een mogelijke oorzaak is van verhoogde spasticiteit bij CP, dus het is redelijk om te voorspellen dat anodische stimulatie deze symptomen bij personen met spastische CP zou verminderen. De neurofysiologische effecten van anodische tDCS kunnen ook motorisch leren versterken door deze toename van corticale activiteit, wat van toepassing is op de behandeling van alle subtypes van CP. Deze voordelen kunnen zich ook vertalen in een functioneel verbeterd looppatroon.