Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym a rzeczywistość wirtualna podczas chodu u dzieci z porażeniem spastycznym

Porażenie mózgowe (CP) jest spowodowane wczesnym stadium uszkodzenia mózgu, dotykającym 2 do 3 dzieci na każde 1000 żywych urodzeń. PZT dzieli się na różne podtypy w zależności od dominujących objawów neurologicznych: spastyczne, dyskinetyczne lub ataktyczne. Padaczka i niepełnosprawność intelektualna, a także problemy z mową, słuchem i wzrokiem są częstymi powikłaniami [1]. spastyczny diplegiczny MPD jest jedną z najczęstszych wad rozwojowych w ciągu całego życia, spowodowaną dużymi zmianami w podkorowej aktywności mózgu ze zmniejszoną aktywacją obwodów korowo-rdzeniowego i somatosensorycznego, co prowadzi do zmniejszonej aktywacji ośrodkowego układu nerwowego podczas czynności wolicjonalnych.

Upośledzenie chodu obserwuje się u 90% dzieci ze spastycznym porażeniem mózgowo-rdzeniowym, wynikającym ze zmniejszonej pobudliwości korowej i połączonej ze spastycznością kończyn dolnych, nadmiernym osłabieniem mięśni, upośledzoną ruchomością stawów oraz słabą koordynacją i równowagą. W szczególności dzieci z CP mają zmniejszoną prędkość chodu, kadencję i długość kroku, wśród innych dotkniętych czasoprzestrzennych parametrów chodu. Międzynarodowa Klasyfikacja Niepełnosprawności Funkcjonującej i Zdrowia uważa zmiany w przestrzennej i czasowej charakterystyce chodu za ważne predyktory słabego funkcjonowania i uczestnictwa w społeczności. Ponadto w tej populacji powszechny jest chód przykucnięty, nożyce i inne nietypowe wzorce chodu, które dodatkowo wpływają na kinematyczne i kinetyczne właściwości chodu i prowadzą do metabolicznie kosztownego poruszania się, wysokiego ryzyka upadków i długotrwałych urazów układu mięśniowo-szkieletowego. W przypadku dzieci ze spastycznym porażeniem diplegicznym podstawowym celem rehabilitacji jest ułatwienie poruszania się i odpowiedniego wzorca chodzenia z pomocą zewnętrzną lub bez niej. Poprawa czasoprzestrzennej i kinetycznej charakterystyki chodu poprawiłaby funkcję chodu, zwiększyła wydajność chodu i zmniejszyła ryzyko długotrwałej niepełnosprawności. To z kolei pozwoliłoby tym dzieciom uczestniczyć w większej liczbie codziennych czynności, znaczących interakcji z rodziną i społeczeństwem oraz eksploracji środowiska, a także poprawić ich rozwój fizyczny.

W obecnym badaniu badacze rozważyli dwie oparte na technologii strategie, które mogłyby potencjalnie ukierunkować się na zaburzenia chodu i poprawić funkcje chodu u dzieci z CP: rzeczywistość wirtualna (VR) i przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS). Obie interwencje zostały zbadane pod kątem ich potencjału terapeutycznego z różnymi wynikami, zwłaszcza u dzieci. W szczególności VR może symulować czynności z życia wzięte, jednocześnie zapewniając powtórzenia, rozszerzone dane sensoryczne i informacje zwrotne, redukcję/zwiększenie błędów w celu zwiększenia motywacji podczas procesu rehabilitacji. Jako narzędzie treningowe VR zapewnia wizualną stymulację percepcyjną wynikającą z dynamicznych zmian kontekstu, co może pomóc w wykonywaniu ćwiczeń regulowanych, jednocześnie wymagając koncentracji i dodatkowej kontroli postawy. Badania neuroobrazowania sugerują, że VR może ułatwiać uczenie się i regenerację poprzez stymulowanie reorganizacji kory mózgowej i plastyczności neuronów. Wcześniejsze badania wykorzystywały VR jako narzędzie terapeutyczne dla dzieci w celu poprawy równowagi, szybkości chodu i/lub odległości, a także zachęcania do aktywności fizycznej. Wykazano, że dodatkowe terapie VR poprawiają wydajność funkcjonalną w czynnościach, takich jak kucanie, pozycja stojąca i wydatek energetyczny. Wraz z komercjalizacją produktów związanych z VR, takich jak Nintendo Wii, wiele gier wirtualnych jest łatwo dostępnych do użytku domowego. Te gry są często zaprojektowane, aby rzucić wyzwanie i trenować równowagę, postawę i dynamiczne ruchy, z których wszystkie są krytycznymi czynnikami chodu. Zatem rehabilitacja oparta na VR może oferować unikalne, dostępne podejście terapeutyczne w celu zmniejszenia upośledzenia chodu i poprawy funkcji dynamicznych.

W przeciwieństwie do tego, tDCS jest techniką neuromodulacji skupioną na optymalizacji istniejących ścieżek neuronowych w celu przedłużenia i/lub poprawy korzyści funkcjonalnych uzyskanych dzięki rehabilitacji. tDCS stosuje się poprzez stymulację anodową lub katodową, co odpowiada odpowiednio wzbudzeniu lub zahamowaniu stymulowanych obszarów mózgu. Stymulacja anodowa zwiększa pobudliwość kory poprzez depolaryzację, umożliwiając bardziej spontaniczne odpalanie komórek, podczas gdy stymulacja katodowa ma działanie hamujące poprzez hiperpolaryzację. Funkcjonalnie oznacza to, że zastosowanie tDCS wpłynie na aktywność w docelowym obszarze mózgu. Poprzednie badania wskazują, że zahamowany wkład korowy do przewodu korowo-rdzeniowego jest możliwą przyczyną zwiększonej spastyczności w CP, więc uzasadnione jest przewidywanie, że stymulacja anodowa złagodzi te objawy u osób ze spastycznym CP. Neurofizjologiczne skutki anodowego tDCS mogą również nasilać uczenie się motoryczne poprzez ten wzrost aktywności korowej, co ma zastosowanie w leczeniu wszystkich podtypów CP. Korzyści te mogą również przełożyć się na funkcjonalnie poprawiony chód.