Repeterende transkraniell magnetisk stimulering sammen med utvidet virkelighet for å endre hjernerystelsessymptomer

Forekomsten av traumatisk hjerneskade (TBI) øker i Canada (Rao et al., 2017), og det forventes å være en av de vanligste nevrologiske tilstandene som påvirker kanadiere innen 2031 (Public Health Agency of Canada, 2014). Opptil 90 % av TBI er klassifisert som mild (m)TBI, også kjent som hjernerystelse (Cassidy et al., 2004). En føderal hjernerystelsesrapport fra 2019 indikerte en årlig prevalens på 200 000 mTBI i Canada (Casey & Fonseca, 2019). Symptomer på mTBI, kalt post-hjernerystelse symptomer (PCS), inkluderer svimmelhet, hodepine, endringer i humør og kognitiv svikt (Ryan & Warden, 2003). PCS løser seg vanligvis av seg selv. Noen pasienter opplever imidlertid vedvarende PCS som varer utover 3 måneder etter den første hodeskaden.

Svimmelhet er det nest vanligste symptomet på mTBI etter hodepine (Gianoli, 2022). Det er anslått at opptil 81 % av mTBI-pasientene vil vise seg med svimmelhet ved første klinisk undersøkelse, som kan fortsette å vedvare utover 1 år etter det første traumet hos 25 % av pasientene (Corwin et al., 2015; Hartvigsen et al. , 2014). Svimmelhet etter hjernerystelse (PCD) kan presentere seg som postural ustabilitet, vedvarende svimmelhet, balanseforstyrrelser, kvalme og intoleranse mot hodebevegelser (Dougherty et al., 2024; Marshall et al., 2015). Disse symptomene kan drastisk redusere livskvaliteten og påvirke evnen til å kjøre bil, arbeide og utføre daglige aktiviteter (Ciorba et al., 2017; Hall et al., 2022).

PCD er typisk assosiert med vestibulær svekkelse (Gianoli, 2022). Videre viser mange pasienter som klager over svimmelhet etter mTBI fysiologiske abnormiteter med de auditive og vestibulære systemene (Toglia et al., 1970). Følgelig er den mest foretrukne behandlingen for PCD en form for balansetrening kalt vestibulær rehabiliteringsterapi (VRT; 6,14). VRT består av et sett med øvelser som fremmer tilpasning, substitusjon og tilvenning av det vestibulære systemet (Galeno et al., 2022). Tilpasning, formidlet av nevroplastisitet, er den gradvise ombyggingen av nervesystemet ettersom det "tilpasser seg" signalene fra det skadede vestibulære systemet. Substitusjon er prosessen med å lære strategier for å kompensere for dårlig vestibulær funksjon. Tilvenning er den gradvise desensibiliseringen av visse bevegelser gjennom gjentatt eksponering for disse bevegelsene. Disse øvelsene er ofte individuelt foreskrevet basert på personlige funksjonshemninger (Murray et al., 2017). Spesifikke treningstyper inkluderer blikkstabilitet, tilvenning, substitusjons- og balanseøvelser. Disse måldefektene i den vestibulo-okulære refleksen (VOR), forbedrer nedsatt bevegelsesfølsomhet, letter sentral omprogrammering og forbedrer balansen (Aligene & Lin, 2013). Tradisjonell VRT, for eksempel en balanseoppgave, er ensformig og krever ofte utdannede fagfolk for å administrere (Smółka et al., 2020). VRT, i form av interaktive spill, er imidlertid engasjerende og har vist seg å påvirke balanse, svimmelhet og mobilitet positivt (Rosiak et al., 2018; Szturm et al., 2011). En form for sansemotorisk trening bestående av et interaktivt spill presentert gjennom utvidet virkelighet (AR) er ennå ikke utforsket. Det kan tjene til å redusere PCD ved lignende mekanismer som de nevnte VRT-ene.

AR presenteres vanligvis gjennom ugjennomsiktige briller, som legger virtuelle objekter over på brukerens miljø. Brukere kan da samhandle med både virtuelle og fysiske miljøer samtidig. Vår AR-intervensjon involverer et spill som fremmer målrettede bevegelser av hodet for å utføre oppgaver i ulike hodeorienteringer og posturale posisjoner. Gjennom gjentatt eksponering har dette spillet som mål å lette tilpasning, substitusjon og tilvenning av det vestibulære systemet for å redusere PCD.

En ikke-invasiv nevromodulasjonsteknikk kalt repeterende transkraniell magnetisk stimulering (rTMS) kan forbedre AR vestibulær trening. En form for rTMS-levering kalt intermitterende theta-burst-stimulering (iTBS) fremmer synaptisk plastisitet ved å indusere langsiktig potensering (LTP)-lignende endringer i nevronal eksitabilitet (Huang et al., 2009). Litteratur antyder at iTBS levert til den primære motoriske cortex (M1) kan forbedre læring i forbindelse med motorisk trening (Platz et al., 2018; J. J. Zhang et al., 2022). rTMS kan også forbedre svimmelhet. Ti økter med rTMS reduserer alvorlighetsgraden og frekvensen av svimmelhetssymptomer med mer enn 50 % hos pasienter som lider av alvorlig PCD (Paxman et al., 2018). iTBS levert til M1 forbedrer balansen hos pasienter etter hjerneslag (Liao et al., 2023). Systemisk betennelse er en viktig fysiologisk respons på mTBI som kan bidra til svimmelhet (Visser et al., 2022). Flere studier har observert de antiinflammatoriske effektene av rTMS i kliniske populasjoner som hjerneslag og depresjon (Cha et al., 2022; Rajkumar, 2024; Velioglu et al., 2021; Zuo et al., 2022). Zhao et al. fant at 20 økter med rTMS på pasienter med refraktær depresjon reduserte forhøyede nivåer av TNF-⍺ og IL-1β til det for friske kontroller. Nivåene av BDNF, som er viktig for hjernevekst, økte til nivået for sunne kontroller etter intervensjonen. Denne effekten på TNF-⍺, IL-1β og BDNF ble ikke observert i den kliniske kontrollgruppen som ikke mottok rTMS (Zhao et al., 2019). Cha et al. rapporterte en lignende reduksjon i inflammatoriske cytokiner TNF-⍺, IL-1β og IL-6 etter 10 økter med rTMS hos pasienter etter hjerneslag (Cha et al., 2022). Velioglu et al. fant at 10 økter med rTMS økte BDNF hos pasienter med Alzheimers sykdom (Velioglu et al., 2021). Disse effektene gir også bevis for en mulig mekanisme bak effekten av rTMS på andre vedvarende PCS.

Pasienter med alvorlig vedvarende PCD krever ofte medisinsk eller kirurgisk inngrep (Gianoli, 2022). Det er et klart behov for ikke-invasive behandlingstilbud for disse personene. Hovedmålet med denne studien er å finne ut om den foreslåtte teknikken er gjennomførbar og kan brukes til å endre hjernerystelsessymptomer hos pasienter med PCD i en større studie. Denne studien vil også utforske effekten av iTBS i kombinasjon med AR vestibulær trening på svimmelhet funksjonshemming og postural stabilitet hos pasienter med PCD. I tillegg har denne forskningen som mål å avgjøre om rTMS kan modulere betennelse i vedvarende PCS.