Ćwiczenia motoryczne kończyny górnej w przewlekłym udarze mózgu (PUMP-Ex)

Z kohortą, która przeżyła, liczącą prawie 7 milionów osób, udar jest główną przyczyną długotrwałej niepełnosprawności w Stanach Zjednoczonych. Spośród około 795 000 nowych udarów występujących rocznie, około 2/3 osób, które przeżyły, będzie miało pewien stopień długotrwałej niepełnosprawności. Częstość występowania niesprawności poudarowej w połączeniu z faktem, że coraz więcej osób przeżywa udar, odzwierciedla rosnącą potrzebę opracowania skutecznych strategii rehabilitacyjnych mających na celu zmniejszenie niesprawności i poprawę jakości życia milionów osób po udarze, ich rodzin i opiekunów.

Przytłaczająca większość osób, które przeżyły udar, >75%, wykazuje niedowład połowiczy kończyny górnej (UE), a tylko 15% w pełni wyzdrowieje. Ponadto resztkowe upośledzenie UE jest ściśle związane z długotrwałą niepełnosprawnością i obniżoną jakością życia. Aktualne dowody metaanalityczne potwierdzają interwencje rehabilitacyjne po udarze w wirtualnej rzeczywistości w celu poprawy funkcji UE, co sugeruje, że jest to obiecujący obszar do dalszego rozwoju terapeutycznego.

Duck Duck Punch (DDP) to interaktywna gra komputerowa celowo zaprojektowana w celu poprawy jakości ruchu UE poprzez zindywidualizowaną progresywną praktykę ruchową wraz z szeregiem wskaźników wydajności umożliwiających informacje zwrotne na temat wydajności ruchu w trakcie sesji. Chociaż reakcja na interwencje rehabilitacyjne w wirtualnej rzeczywistości UE, takie jak DDP, obejmuje wiele czynników, zmiany neuroplastyczne są głównym mechanizmem leżącym u podstaw odzyskiwania funkcji. Zatem połączenie DDP z interwencją pierwotną w celu ułatwienia środowiska „przyjaznego neuroplastom” może sprawić, że OUN będzie bardziej podatny na uszkodzenia i poprawić reakcję na rehabilitację DDP, a ostatecznie poprawić wyniki.

Trening aerobowy (AEx) ma pozytywny wpływ na ogólne funkcjonowanie mózgu, w tym na poprawę globalnego poznania, funkcji wykonawczych oraz szybkości przetwarzania i uwagi u zdrowych, starszych osób dorosłych. Dodatkowo, pojedyncza sesja AEx gwałtownie poprawia pamięć motoryczną i uczenie się u młodszych, zdrowych osób dorosłych. Chociaż AEx był używany do poprawy funkcji układu sercowo-naczyniowego po udarze, jego działanie neurofacylitacyjne w udarze nie zostało jeszcze przetestowane empirycznie. Mechanizmy kandydujące, dzięki którym AEx poprawia funkcje mózgu i uczenie się motoryczne, obejmują zmiany w krążącym czynniku neurotroficznym pochodzenia mózgowego (BDNF) i pobudliwości korowo-ruchowej. Uważa się, że BDNF odgrywa integralną rolę w kilku procesach neuroplastycznych i sprzyja wzmacnianiu połączeń synaptycznych, tj. długotrwałemu wzmocnieniu (LTP), a obecne badania wskazują, że AEx może gwałtownie i przewlekle zwiększać krążący BDNF. Pobudliwość korowo-motoryczna (CME) jest często używana jako wskaźnik neuroplastyczności podobnej do LTP i może leżeć u podstaw poprawy pamięci motorycznej i uczenia się. Podobnie jak BDNF, AEx może ostro zwiększać pobudliwość korowo-ruchową u pacjentów z udarem kontrolnym i z przewlekłym udarem. Ułatwianie funkcji ośrodkowego układu nerwowego stanowi uzasadnienie dla określenia roli AEx w „przygotowywaniu” mózgu do późniejszej interwencji w celu maksymalizacji potencjału neuroplastycznego.

Przygotowanie do neurorehabilitacji oparte na ruchu polega na wykonywaniu ruchu lub ćwiczeń przed interwencją terapeutyczną lub jednocześnie z nią w celu poprawy skuteczności interwencji terapeutycznej. Pojawiające się dowody potwierdzają, że AEx jest potencjalnym narzędziem przygotowującym do rehabilitacji po udarze UE. AEx w połączeniu ze szkoleniem zadaniowym UE może poprawić funkcję UE i samodzielnie zgłaszany stan zdrowia u osób po przewlekłym udarze mózgu. Pomimo obiecujących wyników w literaturze istnieją luki dotyczące: 1) klinicznej przydatności sesji poprzedzającej AEx; oraz 2) mechanizmy przyczyniające się do zmian w funkcjach UE w odpowiedzi na odbudowę UE zagruntowaną AEx. Zajęcie się tymi lukami będzie konieczne do opracowania startera AEx, który jest silny i efektywny czasowo, w odniesieniu do obecnych modeli klinicznych. Dlatego celem tej propozycji pilotażowej będzie ustanowienie wstępnych kryteriów wykonalności i tolerancji poprzez następujące cele:

1. Wykazać wykonalność parowania AEx + DDP u osób, które przeżyły udar mózgu z niedowładem połowiczym UE
2. Oszacuj ilościowo wpływ interwencji AEx + DDP na upośledzenie i funkcjonowanie UE
3. Zbadaj związek między biomarkerami neuroplastyczności (BDNF i pobudliwość korowo-ruchowa) a odpowiedzią na AEx + DDP

Aby osiągnąć te cele, osoby po przewlekłym udarze z umiarkowanym niedowładem połowiczym UE przejdą 18 sesji szkolenia AEx + DDP. Co tydzień przez sześć tygodni badani będą przechodzić trzy sesje AEx + DDP. Podczas każdej sesji uczestnicy wykonają 15 minut ćwiczeń aerobowych, a następnie 200 powtórzeń DDP. Ocena funkcji UE i biomarkerów neuroplastyczności zostanie oceniona przed i po interwencji AEx + DDP.