Treningsrettet motorisk trening i øvre ekstremiteter ved kronisk slag (PUMP-Ex)

Med en overlevende kohort på nesten 7 millioner individer, er hjerneslag den ledende årsaken til langvarig funksjonshemming i USA. Av de ~795 000 nye slagene som oppstår årlig, vil omtrent 2/3 av de overlevende ha en viss grad av langvarig funksjonshemming. Utbredelsen av funksjonshemming etter hjerneslag kombinert med det faktum at flere overlever hjerneslag reflekterer et økende behov for å utvikle effektive rehabiliteringsstrategier som tar sikte på å redusere funksjonshemming og forbedre livskvaliteten for de millioner av slagoverlevere, deres familier og omsorgspersoner.

Det overveldende flertallet av slagoverlevere, >75 %, viser hemiparese i øvre ekstremitet (UE), og bare 15 % vil komme seg helt. Videre er gjenværende UE-svekkelse nært knyttet til langvarig funksjonshemming og redusert livskvalitet. Gjeldende meta-analytisk bevis støtter virtual reality-intervensjoner for slagrehabilitering for å forbedre UE-funksjonen, noe som tyder på at dette er et lovende område for videre terapeutisk utvikling.

Duck Duck Punch (DDP) er et interaktivt dataspill som bevisst er designet for å forbedre UE-bevegelseskvaliteten via individualisert progressiv bevegelsespraksis sammen med en rekke ytelsesmålinger som gir mulighet for tilbakemelding innen økten på bevegelsesytelse. Selv om respons på UE virtual reality-rehabiliteringsintervensjoner, som DDP, involverer en rekke faktorer, er nevroplastiske endringer en primær mekanisme som ligger til grunn for funksjonell utvinning. Dermed kan sammenkobling av DDP med en priming-intervensjon for å lette et "nevroplastisk-vennlig" miljø gjøre CNS mer mottagelig, og forbedre responsen på DDP-rehabilitering og til slutt forbedre resultatene.

Aerob trening (AEx)-trening har positive fordeler på den generelle hjernefunksjonen, inkludert forbedret global kognisjon, eksekutiv funksjon og prosesseringshastighet og oppmerksomhet hos friske, eldre voksne. I tillegg forbedrer en enkelt økt med AEx akutt motorisk hukommelse og læring hos yngre, friske voksne. Selv om AEx har blitt brukt til å forbedre kardiovaskulær funksjon etter hjerneslag, har dens nevrotilrettelagte effekter ved hjerneslag ennå ikke blitt testet empirisk. Kandidatmekanismer der AEx forbedrer hjernefunksjon og motorisk læring inkluderer endringer i sirkulerende hjerneavledet neurotrofisk faktor (BDNF) og kortikomotorisk eksitabilitet. BDNF antas å spille en integrert rolle i flere nevroplastiske prosesser og fremmer styrking av synaptiske forbindelser, dvs. langsiktig potensering (LTP) og nåværende forskning indikerer at AEx akutt og kronisk kan øke sirkulerende BDNF. Kortikomotorisk eksitabilitet (CME) brukes ofte som en indikator på LTP-lignende nevroplastisitet og kan ligge til grunn for forbedringer i motorisk hukommelse og læring. I likhet med BDNF kan AEx akutt forbedre kortikomotorisk eksitabilitet hos kontrollpersoner og kroniske hjerneslag. Å tilrettelegge sentralnervesystemets funksjon gir en begrunnelse for å bestemme rollen til AEx i "prime" hjernen for en påfølgende intervensjon for å maksimere nevroplastisk potensial.

Bevegelsesbasert priming for nevrorehabilitering innebærer å utføre bevegelse eller trening før, eller samtidig med, en terapeutisk intervensjon med mål om å forbedre effekten av den terapeutiske intervensjonen. Nye bevis støtter AEx som et potensielt startverktøy for UE-slagrehabilitering. AEx kombinert med UE-oppgavetrening kan forbedre UE-funksjonen og selvrapportert helsestatus hos overlevende av kronisk slag. Til tross for de lovende resultatene, er det hull i litteraturen som involverer: 1) den kliniske anvendeligheten til en AEx-primingøkt; og 2) mekanismer som bidrar til endringer i UE-funksjoner som svar på AEx-primet UE-rehabilitering. Å adressere disse hullene vil være nødvendig for å utvikle en AEx-primer som er potent og tidseffektiv, med hensyn til gjeldende kliniske modeller. Derfor vil formålet med dette pilotforslaget være å etablere innledende gjennomførbarhet og tolerabilitet benchmarks via følgende mål:

1. Demonstrere muligheten for å pare AEx + DDP hos overlevende slag med UE-hemiparese
2. Kvantifiser omfanget av effekten av AEx + DDP-intervensjonen på UE svekkelse og funksjon
3. Undersøk forholdet mellom biomarkører for nevroplastisitet (BDNF og kortikomotorisk eksitabilitet) og respons på AEx + DDP

For å oppnå disse målene vil kroniske slagoverlevere med moderat UE hemiparese gjennomgå 18 økter med AEx + DDP-trening. Hver uke, i seks uker, vil fagene gjennomgå tre økter med AEx + DDP. Under hver økt vil fagene gjennomføre 15 minutter med aerobic trening etterfulgt av 200 repetisjoner av DDP. Vurdering av UE-funksjon og biomarkører for nevroplastisitet vil bli vurdert før og etter AEx + DDP-intervensjonen.