Wpływ obrazów motorycznych i obserwacji działań na szanse motoryczne kończyn górnych i szanse poznawcze w chorobie Parkinsona

Choroba Parkinsona (PD) jest chorobą zwyrodnieniową, pojawia się powoli i stopniowo, jest idiopatyczna i obejmuje kilka czynników. W PD dochodzi do degeneracji neuronów produkujących dopaminę (neuronów dopaminergicznych) w istocie czarnej, w obrębie zwojów podstawy mózgu. Następnie następuje aktywacja neuronów pobudzających, objawiająca się rozregulowaniem kontroli motorycznej.

ChP charakteryzuje się objawami niemotorycznymi i motorycznymi, będącymi przyczynami negatywnych implikacji w jakości życia, odzwierciedlającymi się bezpośrednio w kilku codziennych sytuacjach osoby z ChP. Objawy niemotoryczne są traktowane jako dodatkowe objawy i również są częste, z przewagą otępienia i łagodnych zaburzeń funkcji poznawczych. Najczęściej obserwowane problemy poznawcze w PD dotyczą następujących dziedzin: koncentracja i uwaga, pamięć robocza, a także trudności z liczeniem i czynnościami orientacji przestrzennej oraz funkcje wykonawcze. Objawy niemotoryczne mają negatywny wpływ na wydajność zawodową i mogą utrudniać takie czynności, jak prowadzenie pojazdu, zakupy, prace domowe; a także dbanie o siebie: ubieranie i kąpiel.

Głównymi objawami motorycznymi są: a) drżenie spoczynkowe – pojawia się w spoczynku i zmniejsza się przy próbie dobrowolnego ruchu; b) sztywność – jednoczesny wzrost napięcia mięśniowego, który może stanowić stały opór w całym zakresie ruchu, gdy ruch jest powolny i progresywny lub ruch rytmicznie oporowy w całym zakresie ruchu; c) akinezja – trudność w inicjowaniu ruchu; d) bradykinezja - powolność w utrzymaniu ruchu.

Drżenie w PD jest mimowolnym rytmicznym ruchem, zwykle charakteryzującym się jednostronnym drżeniem spoczynkowym, które występuje w kończynach górnych, zwłaszcza w dłoniach. Drżenie spoczynkowe jest hamowane podczas ruchu i może pojawiać się równie często podczas przyjmowania postawy, a nawet podczas ruchu. Drżenie samoistne występuje częściej w przedramionach i dłoniach, jest bardziej problematyczne podczas ruchów dowolnych lub utrzymywania postawy wbrew grawitacji, co wpływa na wykonywanie czynności życia codziennego, a najbardziej dotknięte są: pisanie ręczne, jedzenie, ubieranie się i dbanie o siebie. Występują również izolowane drżenia posturalne i kinetyczne, o jeszcze większej częstotliwości (powyżej 4 Hz).

Z kolei sztywność jest jednym z głównych objawów PD i zawiera informacje o nasileniu, rozmieszczeniu oraz o tym, czy występuje w spoczynku iw stanie nielekowym. Osoby z ChP mają wyższe wartości sztywności, zarówno w spoczynku, jak i podczas biernej mobilizacji, ponieważ dochodzi do wzmożonego napięcia mięśni. Zmniejszony zakres ruchu może być wyniszczającą konsekwencją PD, wpływając na codzienne czynności, takie jak pisanie. Jeśli chodzi o bradykinezę, odnosi się ona do trudności w dostosowywaniu pozycji ciała, inicjowaniu i wykonywaniu ruchu oraz wykonywaniu ruchów sekwencyjnych i jednoczesnych.

Osoby z PD na ogół mają trudności z inicjowaniem ruchów, z wolniejszymi ruchami i ograniczonym zasięgiem. Odzwierciedla się to trudnościami w wykonywaniu większości codziennych czynności: higieny osobistej, ubierania się, pracy i wypoczynku oraz prac domowych, poprzez związek z precyzyjną koordynacją ruchową i zręcznością, a także koordynacją oburęczną, hipokinezą i inicjacją.

Obecnie nie ma zatwierdzonego leczenia, które zmienia tempo progresji PD, a możliwości koncentrują się na łagodzeniu objawów, ponieważ nie jest znane lekarstwo. Zwyrodnienie neuronów dopaminergicznych, wyzwalające zmiany w sieci zwojów podstawy mózgu, leczone jest głównie lekami, takimi jak lewodopa lub antagonista dopaminergiczny, będący dopaminową terapią zastępczą, która kompensuje brak dopaminy produkowanej endogennie.

Rehabilitacja konwencjonalna, połączona z innymi możliwościami interwencji, oprócz ćwiczeń fizycznych, jest ważna dla utrzymania zmian motorycznych i niemotorycznych, uzupełniając leczenie farmakologiczne.

Obrazowanie motoryczne (MI) i obserwacja działania (AO) to dwa innowacyjne podejścia rehabilitacyjne, które są wykonalne w różnych stanach patologicznych. Tak więc istnieje inwestycja w zastosowanie zarówno jako narzędzia w neurorehabilitacji, jak i znaczące korzyści, które można wywołać w PD.

W przeglądzie systematycznym spośród 25 wybranych artykułów nie było żadnego zapisu badania obejmującego badanie wspólnego działania MI i długoterminowego AO, a tylko jeden porównujący wpływ obu w jednej sesji, ale reszta dotyczyła z efektem OA lub MI, izolowanym, w jednym eksperymencie sesyjnym, lub efektem tylko OA lub tylko MI jako leczenie długoterminowe. Inną istotną uwagą jest to, że zastosowanie podejść w PD jest bardziej ukierunkowane na objawy motoryczne kończyn dolnych, takie jak zaburzenia równowagi i chodu.

Połączenie AO i MI zwiększa imitację w PD, będąc obiecującym podejściem terapeutycznym pomagającym osobom z PD w ich codziennych czynnościach i leczeniu objawów, ponieważ działania są prezentowane w kontekście życia codziennego. Dlatego MI i AO stosowane jako programy terapeutyczne mogą poprawić zdolności motoryczne poprzez zwiększenie sygnałów proprioceptywnych normalnie generowanych podczas ruchów lub spowolnić pogarszanie się zdolności motorycznych w PD.

Wyobrażanie motoryczne (MI) to proces poznawczy, który obejmuje zdolność do mentalnego wykonania czynności, bez konieczności wykonywania samego ruchu. Perspektywa, której używa osoba do wyobrażania sobie, może być: perspektywą wewnętrzną (pierwsza osoba - wyobraża sobie siebie), która odnosi się do poglądu osoby na treść obrazów lub do jej odczuć kinestetycznych - osoba wyobraża sobie wykonywany ruch , jakby czując ruch akcji; lub perspektywa zewnętrzna (trzecia osoba - wyobraża sobie inną osobę), która odnosi się do wizualnej wyobraźni scen poza osobą.

Podobnie jak wykonanie motoryczne, trening MI może wywołać poprawę w wydajności motorycznej, a tym samym w procesach uczenia się motorycznego w PD. Pomimo nielicznych badań dotyczących PD istnieją dowody na to, że ćwiczenia umysłowe mogą zmniejszać bradykinezję, poprawiać mobilność i szybkość chodu, a także poprawiać stabilność dynamiczną, poza tym, że nie wykazują drżenia w stanie z lekami podczas odpoczynku i zadania umysłowego.

Obserwacja czynności polega na obserwowaniu innej osoby w działaniu lub wykonywaniu zadania ruchowego na wideo lub w czasie rzeczywistym. Uznaje się, że obserwując działanie innej osoby, następuje aktywacja mózgu w tych samych strukturach neuronowych, które są wykorzystywane do rzeczywistego wykonywania tych samych czynności, rekrutując się w mózgu obserwatora, tak jakby wykonywał obserwowaną czynność.

AO pokazuje codzienne czynności, dostarczając informacji do ich wykonywania w kontekstach życiowych. AO to skuteczny sposób na naukę lub poprawę sprawności motorycznej, modyfikujący szybkość i dokładność działań w PD. Zastosowanie AO w ChP poprawia spontaniczną częstość samorytmicznych ruchów palców, co przekłada się na poprawę wykonywania czynności życia codziennego.

Termin interfejs mózg-maszyna (BMI) odnosi się do systemów, które przechwytują sygnały aktywności mózgu danej osoby, tłumacząc je na polecenia komputerowe do sterowania urządzeniami zewnętrznymi, którymi mogą być urządzenia komunikacyjne, funkcjonalna stymulacja elektryczna (FES) lub egzoszkielety robotów. Technologia BMI jest stosunkowo nowa i pozwala osobie wchodzić w interakcje z otoczeniem za pomocą sygnałów mózgowych i może przywracać funkcje motoryczne poprzez indukowanie plastyczności mózgu.

Aby uchwycić te sygnały mózgowe, można zastosować strategie inwazyjne i nieinwazyjne. W systemach nieinwazyjnych elektrody umieszcza się na czapce czaszki, wykorzystując sygnały zebrane za pomocą elektroencefalografii (EEG), magnetoencefalografii (MEG) i funkcjonalnej spektroskopii w bliskiej podczerwieni (fNIRS), co jest bardziej obiecujące niż strategie inwazyjne ze względu na bezpieczeństwo i kwestie etyczne .

W typowym BMI, za pomocą EEG, intencja ruchu danej osoby (obrazowanie motoryczne lub wykonanie) jest dekodowana w czasie rzeczywistym poprzez ciągłą aktywność elektryczną mózgu wyzwalaną przez sensoryczne sprzężenie zwrotne. BMI są obecnie wykorzystywane głównie w dwóch zastosowaniach: w technologiach wspomagających lub paraliżu ruchowym; oraz w technologiach rehabilitacyjnych, zwanych również rehabilitacyjnym interfejsem mózg-maszyna lub neurofeedbackiem, którego celem jest promowanie neuroplastyczności poprzez manipulację lub autoregulację aktywności neurofizjologicznej w celu ułatwienia regeneracji motorycznej.

Spośród wielu dysfunkcji neurofunkcjonalnych, choroba Parkinsona (PD) mogłaby odnieść największe korzyści z tej technologii. Wykorzystanie BMI, za pomocą EEG z funkcjonalną stymulacją elektryczną (FES), do stymulacji mięśni kończyny górnej podczas fazy wykonywania AO w obliczu wykonywania obserwowanej czynności ruchowej, może przynieść korzyści, takie jak poprawa wydajności, niezależnie od ciężkość upośledzenia neurologicznego, takiego jak ciężka PD. W literaturze prezentowane są różne BMI stosowane u osób z ChP i jak dotąd nie ma badań oceniających trening wyobrażeń motorycznych i obserwację działania na rzecz poprawy aktywności kory czuciowo-ruchowej z EEG powiązanym z robotyczną rękawicą haptyczną.