Kranienerve-nevromodulering for å forbedre armfunksjon og hjerneplastisitet ved hjerneslag (CN-NINM)

Resterende muskelsvakhet i den berørte øvre lem (UL) har en betydelig negativ innvirkning på ytelsen til dagliglivets aktiviteter (ADL) til personer med hjerneslag. Studier rapporterer at graden av UL-svakhet er sterkt korrelert med funksjonsnivået i ADL, og påvirker dermed det generelle nivået av uavhengighet etter hjerneslag.

Motorisk restitusjon etter hjerneslag er hovedsakelig assosiert med sentralnervesystemets evne til å reorganisere, eller nevroplastisitet. Nevroplastisitet kan vurderes med ikke-invasiv transkraniell magnetisk stimulering (TMS). TMS gjør det mulig å vurdere eksitabiliteten til den synkende kortikospinalveien, den viktigste motorveien som kontrollerer bevegelser av lemmer og stamme. Amplituden til TMS-utløste motoriske fremkalte potensialer (MEP) gir et direkte mål på eksitabiliteten til kortikospinale nevroner og studier har vist at MEP-amplituder kan brukes til å undersøke nevroplastiske endringer assosiert med motorisk restitusjon og er gode prediktorer for en individuell respons på trening etter slag. I en nylig studie om UL-øvelser hos overlevende av kronisk slag, ble baseline MEP-amplituder brukt for å estimere deltakernes potensiale for restitusjon og for å skreddersy intensiteten til UL-treningsprogrammet deretter. Ved å stratifisere dem basert på deres MEP-amplituder, viste alle deltakerne, uavhengig av nivået av restitusjon etter slag, betydelige forbedringer i UL-funksjonen etter deres skreddersydde treningsprogram. Samlet antyder disse resultatene at vurdering av MEP-amplitude kan gi en effektiv måte å evaluere nevroplastisitet på, samt å hjelpe til med å iscenesette og skreddersy individers treningsintervensjon for å optimalisere restitusjon etter slag.

For å forbedre nevroplastisiteten er treningsøvelser avgjørende for rehabilitering etter hjerneslag siden de tillater forbedring av UL motorisk funksjon og styrke samt fremmer hjerneplastisitet, noe som fører til økt bruk av UL i ADL. For å utnytte fordelene ved styrketrening ved å fremme motorisk restitusjon og nevroplastisitet, blir ikke-invasiv hjernenevrostimulering (NIBS) modaliteter i økende grad studert som en tilleggsterapi i slagrehabilitering. Til dags dato er transkraniell likestrømsstimulering (tDCS) den mest studerte NIBS, men en stor variasjon i respons på tDCS er notert, med mer enn 50 % av individene som ikke reagerer som forventet. Denne heterogeniteten på tvers av studier i tDCS-respons kan forklares av fraværet av en konsensus om optimale stimuleringsparametere, påvirkningen av individuelle hjerneanatomiske egenskaper på responsen på tDCS og tilstedeværelsen av en elektrisk strøm som shunter gjennom hodeskallen. For å motvirke virkningen av inter-individuell anatomisk variasjon og elektrisk strømshunting av hodeskallen, undersøker nyere studier nå kranienervestimulering som en tilleggsterapi ved hjerneslag når det er parret med rehabilitering. En ny NIBS-terapeutisk enhet som stimulerer to store kranienerver, trigeminus- og glossofaryngealnervene, ved tungestimulering, er på vei inn i nevrologisk rehabilitering, det vil si kranialnerve ikke-invasiv nevromodulasjon (CN-NINM). Ved å påføre elektroder direkte på tungen, tillater CN-NINM generering av en direkte strøm av nevrale impulser som beveger seg til kranienervekjernene i hjernestammen og deretter til den motoriske cortex for å indusere målrettede nevroplastiske endringer når de kombineres med rehabiliteringsbehandlinger. Etter ulike nevrologiske skader og kombinert med mange intervensjoner, resulterer CN-NINM i forbedret funksjonell ytelse som gange og balanse. Nevroplastisitetsendringer har også blitt observert som en økning i hjernens beta-aktivering målt med elektroencefalografi og økt aktivering i det primære motoriske cortex-området. Etter hjerneslag har bare én studie sammenlignet effekten av CN-NINM kombinert med et 2-ukers balanse- og gangtreningsprogram (eksperimentell gruppe) med et 2-ukers balanse- og gangtreningsprogram alene (kontrollgruppe) på funksjonell ytelse, som vurdert med Mini-Best-testen, hos individer i det subakutte stadiet av hjerneslag. Basert på Mini-Best testscore ble det notert en forbedring i balanse i forsøksgruppen sammenlignet med kontrollgruppen (p=0,032). Selv om det er lovende, har CN-NINM ikke blitt studert for å forbedre UL-funksjonen, til tross for den negative effekten av UL-svekkelse på funksjonell ytelse etter slag. For å legge grunnlaget for anvendeligheten av denne NIBS ved hjerneslag, er det avgjørende å forstå de nevrofysiologiske effektene av CN-NINM ved å evaluere endringer i nevroplastisitet.

Mål: Hovedmålet er å vurdere effekten av CN-NINM kombinert med et skreddersydd UL styrketreningsprogram på forbedring av UL-funksjon og hjerneeksitabilitet hos individer i det kroniske stadiet av et slag. Det sekundære målet er å vurdere tilstedeværelsen av en sammenheng mellom UL funksjonell gevinst og endring i hjerneeksitabilitet for studieutvalget.

Metoder: I denne multisentrerte stratifiserte randomiserte kontrollerte studien vil 74 deltakere bli rekruttert og stratifisert i henhold til baseline-amplituden til deres TMS-induserte MEP-responser i tre strata av treningsintensitet: 1) lav intensitet (MEP 20-49μV); 2) moderat intensitet (MEP 50-120uV) og 3) høy intensitet (MEP>120uV). . Innenfor hvert stratum vil deltakerne bli randomisert til den eksperimentelle gruppen (ekte CN-NINM + UL styrketrening) eller kontrollgruppen (sham CN-NINM + UL styrketrening). Sosiodemografiske og slagrelaterte variabler (f.eks. alder, tid siden hjerneslag) vil bli samlet inn for å bekrefte deltakerens kvalifisering. Før og ved slutten av intervensjonen vil deltakerne gjennomgå en klinisk evaluering av deres berørte UL samt en nevrofysiologisk hjerneevaluering med TMS. Intervensjonen vil bestå av et 4-ukers UL styrketreningsprogram (3X/uke, 60 minutters varighet) kombinert med en 20-minutters CN-NINM søknad. For den eksperimentelle gruppen vil intensiteten av stimulansen bli satt av hver deltaker til et behagelig følelsesnivå, lik følelsen i munnen til en brus. For kontrollgruppen vil deltakerne ha på seg enheten som eksperimentgruppen, men intensiteten vil bli kontrollert av treneren og satt til en ikke-oppfattelig stimulus.