Effekten av 5-sesjoner Dual-tDCS på ytelse i nedre lemmer ved subakutt slag

Hjerneslag er en ledende årsak til langvarig funksjonshemming. Gjenoppretting av motorisk funksjon etter hjerneslag er ofte ufullstendig, til tross for klassiske rehabiliteringsteknikker. På begynnelsen av det 21. århundre ble transkraniell likestrømstimulering (tDCS) introdusert som et ikke-invasivt verktøy for å reversibelt modulere hjerneeksitabilitet hos mennesker der en enhet sender konstant lav likestrøm (DC) levert til området av interesse gjennom elektroder. Transkraniell likestrømsstimulering (tDCS) har blitt brukt i nevrorehabilitering til fordel for iskemiske slagpasienter på forskjellige stadier av hjerneslag, spesielt under akutt, subakutt og kronisk fase med positive og sikkerhetsrapporter.

Etter hjerneslag reduseres eksitabiliteten til den skadede halvkulen og ses som overaktiv av eksitabiliteten til ikke-lesjons hemisfære. Unormalt høy interhemisfærisk hemming (IHI) drift fra intakt til skadet hemisfære er rapportert. Den nevrale plastisiteten begynner i tidlige stadier etter hjerneslag. Forhindre ubalansen IHI og øke eksitabiliteten til den skadede halvkulen i den tidlige fasen vil være en fordel for slagrehabilitering.

Basert på de polaritetsspesifikke effektene, øker anodal tDCS kortikal eksitabilitet og katodisk tDCS reduserer kortikal eksitabilitet. Transkraniell likestrømstimulering (tDCS) kan brukes i to distinkte montasjer: monocephalic og bi-hemispheric/dual-tDCS (påføring av to elektroder over begge hjernehalvdelene samtidig). For å indusere motorgjenoppretting etter slag, brukes vanligvis to forskjellige monocefaliske montasjer: i) for å gjenopprette eksitabilitet i den skadede halvkulen: anode over den skadede halvkulen og katoden som referanseelektrode plassert over det kontraorbitale området ii) for å nedregulere eksitabilitet av den ikke-skadde halvkulen og rebalansere IHI: katode over den ikke-skadde halvkule og anoden som referanseelektrode. Dual-tDCS kan også brukes, noe som tillater samtidig kobling av eksitatoriske og hemmende effekter på begge cortex. Det er få bevis som viser at tDCS (monocephalic og bi-hemispheric/dual-tDCS) kan forbedre nedre ekstremiteter umiddelbart og minst 3 måneder. Det er imidlertid fortsatt uklar effekt på gangytelse og muskelstyrke.

Nylig har dual-hemisphere tDCS, der exciterer en halvkule ved hjelp av anodal stimulering og hemmer den andre ved katodisk stimulering, blitt beskrevet hos friske frivillige for å forbedre håndmotorisk læring i større grad sammenlignet med uni-hemispheric tDCS. De tilsvarende tDCS-induserte endringene ble rapportert i bildebehandlingsstudier for å involvere interhemisfæriske interaksjoner.

Dual-tDCS har blitt brukt i nyere tid i rehabilitering med sikte på å redusere hemmingen som utøves av den ikke-lesjonde hemisfæren på den skadede halvkulen og gjenopprette den normale balansen til IHI. Dual-tDCS kombinert med trening eller samtidig ergo-/fysioterapi har blitt rapportert å forbedre motorisk læring og funksjoner til den paretiske øvre lem hos kroniske slagpasienter.

Underekstremitetsfunksjoner er ofte invalidiserende etter stoke, men mindre studier har fokusert effekten av tDCS på underekstremitetsfunksjoner. En enkelt økt med anodal tDCS over underekstremiteten M1 har rapportert å øke effekten av motorisk praksis av den paretiske ankelen, kraftproduksjon av de paretiske kneekstensorene og postural stabilitet hos pasienter med kronisk slag. En studie viste en forbedring av ganghastigheten umiddelbart etter en enkelt økt med dual-tDCS alene hos subakutt hjerneslagpasienter.

Basert på den forrige studien, brukes vanligvis 1-2 mA strømintensitet av tDCS for å modulere hjerneaktivitet. Riktig strømtetthet levert er mellom 0,029-0,008 mA/cm 2. Jo høyere strømtetthet, jo lengre varig, sterkere og dypere kortikal nevronstimulering. Derfor ble 2 mA strømintensitet av tDCS brukt på slagpasienter for forbedring av ytelsen i underekstremitetene. Etter homologe hjerneregioner er det motoriske området av nedre ekstremiteter i dybden, og tidligere studier viste at strømintensitet 2 mA av tDCS kunne passere gjennom nedre ekstremiteter i hjernen.

Dessuten fant Tahtis et al, 2013 at bruk av 2 mA dual-tDCS kunne forbedre ganghastigheten umiddelbart etter en enkelt økt ved subakutt hjerneslag, og Klomjai et al, 2018 fant at en enkelt økt med dual-tDCS 2 mA med fysioterapi i subakutt hjerneslag umiddelbart forbedret sitte å stå ytelse større enn fysioterapi alene. Virkningsmekanismene ble antatt at når stimulering kontinuerlig har effekt på nevronal plastisitet endres. Derfor foreslo de at videre studier skal implementere flere økter med dual-tDCS kombinert med fysioterapi for å forbedre ytelsen til nedre ekstremiteter og bestemme den langvarige ettereffekten.

Effekten av 5 påfølgende økter dual-tDCS under fysioterapi på ytelsen i øvre lemmer viste signifikant forbedring av motoriske funksjoner i øvre lemmer og opprettholdt i minst 1 uke. I denne studien ble langvarig effekt påvist i minst en uke til tre måneder. Det er bevis på at 5 påfølgende dager med uni-hemisfære tDCS så ut til å forbedre motoriske funksjoner i underekstremitetene uten alvorlige bivirkninger hos pasienter med hjerneslag. Det er fortsatt uklart for effekten av flere økter med dual-tDCS på gangytelse og muskelstyrke også som den langvarige ettervirkningen av flere økter med dual-tDCS.

Derfor er målet med denne studien å undersøke effekten av 5 påfølgende økter med dual-tDCS kombinert med konvensjonell fysioterapi på funksjonene i underekstremitetene etter hjerneslag i subakutt. Kliniske utfall for ytelsesevalueringer av underekstremiteter vil bestå av muskelstyrke vurdert med håndholdt dynamometer, Time up and go-testen for funksjonell ytelse i underekstremiteter, Fem ganger sitt for å stå test for dynamisk balanse og muskelstyrke, og Zebris Force-fordelingsmålingen (FDM) for ganganalyse.