Augmented Reality Sensomotoryczny trening w leczeniu przewlekłej szyi

Przewlekły ból szyi (CNP) to ból szyjki macicy, który pojawia się przy braku urazu lub innej znanej nieprawidłowości patologicznej (Borghouts i in., 1998; Cerezo-Téllez i in., 2016). CNP wiąże się z deficytami kontroli motorycznej (Jull i Falla, 2016), zwiększoną męczliwością (Falla i in., 2003) oraz przeczulicą bólową, taką jak zwiększona wrażliwość na ból na nacisk i ciepło (Castaldo i in., 2019; Piña-Pozo i in., 2019). Pacjenci z CNP doświadczają również zespołu bólu mięśniowo-powięziowego (Cerezo-Téllez i in., 2016; Fernández-de-las-Peñas i in., 2007). Zespół bólu mięśniowo-powięziowego to ból przeniesiony z mięśniowo-powięziowych punktów spustowych, który może powodować autonomiczne, czuciowe i motoryczne efekty w obszarach odległych od punktu spustowego (Cerezo-Téllez i in., 2016). CNP to wyniszczający stan, który prowadzi do obniżenia jakości życia i dotyka około 22% Kanadyjczyków (Côté i in., 1998). We wcześniejszych pracach cytowano, że częstość występowania CNP wzrasta wraz z wiekiem (Andersson i in., 1993; Brattberg i in., 1989; McLean i in., 2010). Osoby w wieku 45-55 lat są dwukrotnie bardziej narażone na rozwój CNP w porównaniu z osobami młodszymi (Korhonen i in., 2003). Wiek jest również związany z gorszymi wynikami bólu po 3 i 12 miesiącach od wystąpienia objawów (Bot i in., 2005). Mimo to obecnie nie istnieje złoty standard leczenia osób starszych z CNP.

Ostatnio rzeczywistość wirtualna została wykorzystana do leczenia bólu i objawów motorycznych CNP. W szczególności podejście to polega na promowaniu ukierunkowanych na cel ruchów szyi w kierunku celów prezentowanych w środowisku wirtualnym. Wykazano, że trening szyi z wykorzystaniem wirtualnej rzeczywistości (VR) jest równie skuteczny jak ćwiczenia manualne w zakresie poprawy bólu i mobilności u osób z przewlekłym bólem szyi (Tejera i in., 2020; Grassini 2022). Ponadto VR może być bardziej wciągająca w porównaniu z tradycyjnymi ćwiczeniami i wykazuje dodatkową poprawę propriocepcji, bólu i zmniejszonych ograniczeń funkcjonalnych (Cetin i in., 2022) poza tradycyjnymi ćwiczeniami (Nusser i in., 2021). Środowiska te odwracają również uwagę uczestników z CNP od bólu podczas ruchów mających na celu pozytywny wpływ na kinezjofobię (Luque-Suarez i in., 2019). Ponadto zasugerowano, że efekty te występują w wyniku zwiększonej koordynacji oko-głowa wymaganej do skutecznej nawigacji i interakcji z obiektem w środowisku VR (Revel i in., 1994: Humphreys & Irgens 2002), co promuje łączność neuronalną między przedsionkiem system, szyję i oczy (Sarig i in., 2015). Środowiska te można również dostosowywać do wydajności uczestników i wymagać złożonych i dynamicznych ruchów w celu wykonania określonych zadań. Ruchy te mogą poprawić indywidualne postrzeganie pozycji szyjki macicy i precyzyjną kontrolę motoryczną, co, jak wykazano, prowadzi do zmniejszenia objawów bólu szyi (Jull i in., 2007; Röijezon i in., 2008). Opracowaliśmy nowe zadanie treningu sensomotorycznego w rozszerzonej rzeczywistości (AR), które promuje ukierunkowane na cel działania z głową i szyją. AR definiuje się jako technologię nakładania cyfrowych obiektów lub informacji na rzeczywisty świat (Berryman 2012). AR zapewnia uczestnikom wyjątkową okazję do zaangażowania się w trening, który może korzystnie wpłynąć na kontrolę sensomotoryczną ruchów szyi. W szczególności umożliwia użytkownikom interakcję z wirtualnym obiektem nałożonym na ich rzeczywiste środowisko.

Korzystne efekty treningu AR można rzeczywiście wzmocnić, stosując powtarzalną przezczaszkową stymulację magnetyczną (rTMS) przed treningiem AR. W szczególności rTMS dostarczony do pierwotnej kory ruchowej może stworzyć środowisko w czuciowej korze ruchowej, które promuje neuroplastyczność. Osiąga się to poprzez rTMS o wysokiej częstotliwości, które zwiększają pobudliwość korową (León i in., 2018). To z kolei promuje łączność wewnątrzneuronalną i reorganizację osiągniętą dzięki integracji sensomotorycznej zapewnianej przez zadanie treningu sensomotorycznego AR. Ponadto rTMS ułatwia neuroplastyczność i przekwalifikowanie obwodów korowych. Można to wykorzystać do przywrócenia aktywności korowej, która jest zmieniona u pacjentów z CNP (León i in., 2018).

Zmiany w pierwotnej korze ruchowej (M1) są zaangażowane w sieć bólu leżącą u podstaw CNP. Należą do nich zmiany w obszarze korowym (Elgueta-Cancino i in., 2019) oraz wzorce aktywacji obszaru reprezentującego dotknięte mięśnie podczas bolesnych i niebolesnych ruchów głowy (Beinert i in., 2017). Ponadto zwiększona funkcjonalna łączność stanu spoczynku między M1 a górną korą ciemieniową jest związana z większą miejscową przeczulicą bólową (Coppieters i in., 2021). Podsumowując, wyniki te sugerują, że zmienione przetwarzanie sensomotoryczne podczas kontroli motorycznej szyi prowadzi do bólu. Potwierdzają to odkrycia dotyczące subklinicznego bólu szyi, które wykazały deficyty w kontroli nerwowo-mięśniowej szyi (Zabihhosseinian i in., 2015), przetwarzaniu sensomotorycznym (Baarbé i in., 2016), integracji sensomotorycznej i większym hamowaniu kory ruchowej ( Baarbé i in., 2018) u pacjentów z subklinicznym bólem szyi w porównaniu ze zdrowymi kontrolami. W rezultacie zmianom w kontroli sensomotorycznej między korą a dotkniętymi mięśniami mogą towarzyszyć zmiany objawów bólowych po interwencji treningu sensomotorycznego. Kontrola sensomotoryczna w CNP może być odzwierciedlona w koherencji korowo-mięśniowej (CMC). CMC pochodzi z korelacji między elektroencefalografią zarejestrowaną w pierwotnej korze ruchowej a elektromiografią zarejestrowaną w aktywnym mięśniu. Sugeruje się, że CMC odzwierciedla przepływ informacji z kory ruchowej do mięśnia, jak również sprzężenie zwrotne z mięśnia z powrotem do kory somatosensorycznej (Gross i in., 2000; Lim i in., 2014; McClelland i in., 2012 ; Riddle i Baker, 2005; Salenius i in., 1997; Witham i in., 2011). U zdrowych uczestników von Carlowitz-Ghori i in. (von Carlowitz-Ghori i in., 2015) wykazali, że CMC można dowolnie modyfikować. Podczas stabilnego trzymania kciuka uczestnicy poprawili swoją wartość CMC poprzez różne strategie, takie jak wyobrażenia mentalne i uwaga (von Carlowitz-Ghori i in., 2015). Podsumowując, wyniki te sugerują, że CMC może odzwierciedlać deficyty w korowej kontroli ruchu i może być używany jako marker poprawy kontroli sensomotorycznej między mózgiem a aktywnym mięśniem po zadaniu treningowym realizowanym za pomocą AR.

Celem naszego badania jest zbadanie zastosowania rTMS w połączeniu z nowatorskim zadaniem treningu sensomotorycznego AR u pacjentów z CNP, w celu wywołania pozytywnych zmian neuroplastycznych, aby uzyskać tymczasowe i długoterminowe złagodzenie bólu. Ponadto badanie to ma na celu ustalenie, czy AR prowadzi do poprawy kontroli sensomotorycznej szyi mierzonej za pomocą CMC. Trening sensomotoryczny AR może indukować reorganizację korową i poprawiać funkcje motoryczne, prowadząc do efektów przeciwbólowych u pacjentów z CNP. Ponadto jest to pierwsze badanie w CNP, w którym zastosowano CMC do oceny deficytów obserwowanych w dobrowolnej kontroli sensomotorycznej mięśni szyi.

Skuteczne, długotrwałe uśmierzanie bólu u starszych pacjentów z CNP jest obecnie niezaspokojoną potrzebą medyczną. W związku z tym niniejsza praca ma na celu wdrożenie innowacyjnej techniki zapewniającej znaczącą i długotrwałą ulgę w bólu. Ta interwencja ma na celu przerwanie cyklu bólu i poprawę codziennych czynności i jakości życia w CNP. Według naszej najlepszej wiedzy jest to pierwsze badanie łączące rTMS z AR w leczeniu pacjenta z CNP.