Ukierunkowany HD-tDCS w celu poprawy rehabilitacji kończyny górnej w SCI

Badacze niedawno zakończyli badanie kliniczne oceniające, czy funkcję kończyny górnej u osób po SCI można poprawić, łącząc rehabilitację z konwencjonalnym tDCS. Ogólnie rzecz biorąc, badacze stwierdzili, że konwencjonalny tDCS okazał się obiecujący w poprawie funkcji kończyny górnej, z obserwowaną wielkością efektu w zakresie od 0,23 do 0,58. Korzystając z danych z tego badania, badacze przeprowadzili analizę retrospektywną, aby ustalić, czy poziom korzyści funkcjonalnych, jakich doświadczał badany, był związany z siłą prądu tDCS dostarczanego do obszarów korowych poświęconych słabym mięśniom. Badacze przybliżyli dostarczanie prądu za pomocą modeli z oprogramowania opracowanego przez współpracownika, dr Biksona. Obecna analiza badaczy wykazała, że ​​poprawa zręczności po dziesięciu sesjach konwencjonalnego, nieogniskowego (35 cm2) tDCS była większa, gdy prąd był dostarczany głównie w obszarach kory ruchowej przeznaczonych dla słabych mięśni.

Rozszerzając analizę retrospektywną, badacze przeprowadzili niedawno badanie pilotażowe w celu ustalenia, czy skupienie tDCS może bezpośrednio zmienić korzyści funkcjonalne u osób z SCI. W szczególności badacze przeprowadzili jednosesyjne badanie krzyżowe oceniające wpływ konwencjonalnego, pozorowanego i skoncentrowanego tDCS na siłę chwytu i pobudliwość szlaku korowo-rdzeniowego (n=2). W bieżącym badaniu badacze wykorzystali tDCS o wysokiej rozdzielczości (HD-tDCS), aby dostarczyć prąd bardziej ogniskowy za pomocą tDCS. HD-tDCS dostarcza prąd przez pięć małych elektrod (0,8 cm2) umieszczonych w konfiguracji „X” za pomocą prostej nasadki. Ta konfiguracja prowadzi do 80% większej koncentracji lub skupienia pola elektrycznego w obszarze docelowym w porównaniu z konwencjonalnym, nieogniskowym tDCS.

W obecnym badaniu krzyżowym wyniki oceniano przed i bezpośrednio po 30-minutowym zastosowaniu tDCS w połączeniu ze szkoleniem zadaniowym. Sesje odbywały się w odstępie jednego tygodnia, aby umożliwić wystarczające wypłukanie. Badacze stwierdzili, że HD-tDCS miał znaczący wpływ na siłę chwytu w porównaniu z konwencjonalnym tDCS. Przede wszystkim HD-tDCS poprawiło siłę chwytu (+15,9 N), podczas gdy konwencjonalny tDCS zmniejszał siłę chwytu (-5,5 N). Dzięki dodatkowej sile chwytu po HD-tDCS, badani zgłosili nową zdolność chwytania butelki z wodą i trzymania małych przedmiotów, co wskazuje na większy potencjał wpływu klinicznego w porównaniu z konwencjonalnym tDCS. Ogólnie rzecz biorąc, surowe zmiany siły chwytu przełożyły się na 40% przewagę HD-tDCS w porównaniu z konwencjonalnym tDCS, przy czym zmiana większa niż 15% została zdefiniowana jako istotna klinicznie. Badacze zaobserwowali również, że jednorazowa aplikacja HD-tDCS może spowodować większy wzrost pobudliwości korowo-rdzeniowej słabego mięśnia trójgłowego w porównaniu z konwencjonalnym tDCS. Nie jest to zaskakujące, ponieważ wykazano, że skupienie pola elektrycznego wywołuje większy, trwalszy wzrost pobudliwości korowo-rdzeniowej u zdrowych osób; efekt, który prawdopodobnie występuje, ponieważ większy przepływ prądu jest mniej zmienny i dociera do celów korowych po HD-tDCS (poprawa o 98% w porównaniu z konwencjonalnym tDCS). Na podstawie wcześniejszych ustaleń badaczy oczekuje się, że HD-tDCS zapewni ponad 40% przewagę i zapewni klinicznie istotne korzyści w porównaniu z konwencjonalnym tDCS w proponowanym badaniu klinicznym.

Zbiorowe odkrycie badaczy, że skupienie tDCS może bezpośrednio zmienić korzyść funkcjonalną i pobudliwość korowo-rdzeniową, zostało potwierdzone przez innych. Warto zauważyć, że praca nad afazją udarową wykazała, że ​​kierowanie prądu tDCS do obszarów korowych aktywowanych podczas mowy poprawia funkcjonalne korzyści tDCS. Podobne wyniki odnotowano w przypadku fibromialgii i pamięci roboczej. Tak więc, w połączeniu z innymi, wynik badaczy daje impuls do zbadania, czy zastosowanie ogniskowego tDCS doprowadziłoby do jeszcze większej poprawy funkcji kończyny górnej niż ta osiągnięta za pomocą konwencjonalnego, nieogniskowego tDCS.

Bieżące badanie będzie bezpośrednio opierać się na wstępnym badaniu klinicznym badaczy i pilotażowym badaniu krzyżowym. Badacze przeprowadzą kliniczną próbę wykonalności i po raz pierwszy przetestują, czy zastosowanie HD-tDCS w SCI wywołuje silniejszy wzrost pobudliwości resztkowych szlaków korowo-rdzeniowych i funkcji niedowładnych kończyn górnych niż zastosowanie konwencjonalnego tDCS.

Dwudziestu czterech pacjentów z przewlekłym SCI C2-C6 zostanie włączonych do randomizowanego, zaślepionego przez oceniającego, klinicznego badania wykonalności (patrz część 1.3). Przed randomizacją pacjenci przejdą dwutygodniową wyjściową fazę kontrolną. Dane z początkowej fazy kontrolnej pozwolą każdemu pacjentowi służyć jako jego własna kontrola, ponieważ zmienność spowodowana niejednorodnością choroby i tDCS można uwzględnić w analizie danych. Po zakończeniu podstawowej fazy kontrolnej, uczestnicy zostaną losowo przydzieleni do dwóch grup: HD-tDCS + trening masowy lub konwencjonalny tDCS + trening masowy. Randomizacja zostanie przeprowadzona przy użyciu uogólnionego losowego układu bloków. Badani w obrębie bloku zostaną dopasowani pod względem siły słabych tricepsów (tj. maksymalnego skurczu wolicjonalnego mierzonego za pomocą elektromiografii; EMG). Wykorzystane zostanie oprogramowanie komputerowe do randomizacji. Bezpośrednio po interwencji pacjenci zostaną poddani testom funkcjonalnym i neurofizjologicznym po teście i obserwacji (cztery tygodnie po interwencji). Ponieważ aplikacje konwencjonalne i HD-tDCS wizualnie wyglądają inaczej, tylko osoby oceniające zbierające i analizujące wyniki neurofizjologiczne i czynnościowe kończyn górnych będą ślepe na dostarczony paradygmat tDCS.