Akutt intermitterende hypoksi ved traumatisk hjerneskade (AIH)

Formålet med denne studien er å avgjøre om akutt intermitterende hypoksi (AIH) er trygt å administrere til pasienter med medisinsk stabil kronisk traumatisk hjerneskade (TBI). Det er bevis som indikerer at AIH fremmer nevroplastisitet i sentralnervesystemet (CNS). AIH stimulerer oksygenfølsomme serotonerge nevroner i hjernestammens raphe-kjerne, noe som fører til frigjøring av serotonin til forskjellige regioner av CNS. Denne frigjøringen fører til aktivering av serotoninreseptorer på eller nær kortikale nevroner og økt syntese av flere trofiske faktorer, inkludert hjerneavledet nevrotrofisk faktor, vaskulær endotelial vekstfaktor og erytropoietin. Disse handlingene påvirker også funksjonen til nevrotransmittere som GABA. Større uttrykk for vekstfaktorer i hjernen letter nevroplastisitet ved å øke synaptisk styrke, kortikale nevron- og interneuron-eksitabilitet, og tilkobling til intra- og inter-hjerneregioner. Det er verdt å merke seg at hypoksi-indusert nevroplastisitet bare forekommer ved akutt intermitterende eksponering, men fremkalles ikke av kontinuerlig hypoksi av samme varighet. Er AIH trygt å administrere til TBI-pasienter? Overvekten av tidligere bevis fra dyr og mennesker tyder på at daglige episoder med mild AIH ikke negativt påvirker viktige sikkerhetsparametere som hvileblodtrykk, arterielt trykk, hjertefrekvens, hjertefrekvensvariasjon, hjertevolum eller kognitiv funksjon. Til dags dato har AIH-protokoller som induserer gunstig nevroplastisitet uten å utløse patologiske følgetilstander vært begrenset til korte episoder med beskjeden hypoksi med et lavt syklustall, for eksempel 15 x 90 sekunders episoder med 10 % inspirert oksygen. Nyere studier på mennesker med kronisk ryggmargsskade og hjerneslag viste at disse beskjedne AIH-episodene gjentatt i fem påfølgende dager trygt kan tolereres uten patologiske konsekvenser. En annen fersk studie viste at selv en 4-ukers protokoll med moderat daglig AIH (sykling av 9%/21% oksygen hvert 1,5 minutt, 15 sykluser per dag, i 4 uker) ikke fremkaller uønskede medisinske konsekvenser eller kognitiv svekkelse. Dermed antyder de kumulative bevisene at repeterende AIH trygt kan brukes til å studere om det kan forbedre nevroatferdsfunksjonen hos TBI-pasienter uten skadelige effekter. I denne studien vil vi administrere mild AIH til 16 pasienter på fire forskjellige dager fordelt i løpet av to til fire uker, starter med normal oksygenkonsentrasjon (mål SpO2 på 98%) og deretter gradvis redusere oksygenkonsentrasjonene i løpet av de neste tre øktene (til 93 %, 87 % og 82 %). Vårt primære mål er å finne ut om det er trygt å administrere mild AIH til kroniske TBI-pasienter med vedvarende funksjonssvikt, men som er klinisk stabile. Som et sekundært mål i denne studien vil vi vurdere om mild AIH-administrasjon har noen post-sesjon eller kumulative effekter etter studie på hukommelse og kognisjon, kortikal aktivering som vurdert ved transkraniell magnetisk stimulering med enkeltpuls, eller om hjernearkitektur før studien. eller funksjonell tilkobling som oppdaget av strukturell og hviletilstand funksjonell magnetisk resonansavbildning forutsier respons på AIH. Hvis ingen bivirkninger av mild AIH er observert i denne studien, kan kliniske studier med mild AIH alene eller i forbindelse med nevroatferdsterapier evaluere om AIH letter forbedringen av funksjonell ytelse etter TBI.