Neuromodulacja nerwu czaszkowego w celu poprawy funkcji ramion i plastyczności mózgu po udarze (CN-NINM)

Resztkowe osłabienie mięśni w dotkniętej chorobą kończynie górnej (UL) ma znaczący negatywny wpływ na wykonywanie codziennych czynności (ADL) osób po udarze. Z badań wynika, że ​​stopień osłabienia UL jest silnie powiązany z poziomem funkcjonowania w zakresie ADL, wpływając tym samym na ogólny poziom niezależności po udarze.

Regeneracja motoryczna po udarze jest głównie związana ze zdolnością centralnego układu nerwowego do reorganizacji, czyli neuroplastycznością. Neuroplastyczność można ocenić za pomocą nieinwazyjnej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS). TMS umożliwia ocenę pobudliwości zstępującej drogi korowo-rdzeniowej, głównej drogi motorycznej sterującej ruchami kończyn i tułowia. Amplituda motorycznych potencjałów wywołanych (MEP) wywołanych TMS stanowi bezpośrednią miarę pobudliwości neuronów korowo-rdzeniowych, a badania wykazały, że amplitudy MEP można wykorzystać do badania zmian neuroplastycznych związanych z regeneracją motoryczną i są dobrymi predyktorami indywidualnej reakcji na ćwiczenia po udarze. W niedawnym badaniu dotyczącym ćwiczeń UL u osób po przewlekłym udarze mózgu wyjściowe amplitudy MEP wykorzystano do oszacowania potencjału uczestników w zakresie powrotu do zdrowia i odpowiedniego dostosowania intensywności programu treningowego UL. Dokonując stratyfikacji na podstawie amplitud MEP, wszyscy uczestnicy, niezależnie od poziomu regeneracji po udarze, wykazali znaczną poprawę funkcji UL po dostosowanym programie treningowym. Łącznie wyniki te sugerują, że ocena amplitudy MEP może stanowić skuteczny sposób oceny neuroplastyczności, a także pomóc w określeniu stopnia zaawansowania i dostosowaniu indywidualnej interwencji szkoleniowej w celu optymalizacji regeneracji po udarze.

Aby zwiększyć neuroplastyczność, ćwiczenia szkoleniowe mają kluczowe znaczenie w rehabilitacji po udarze, ponieważ pozwalają na poprawę funkcji motorycznych i siły UL, a także promują plastyczność mózgu, co prowadzi do zwiększonego wykorzystania UL w ADL. Aby wykorzystać korzyści płynące z treningu siłowego w promowaniu regeneracji motorycznej i neuroplastyczności, coraz częściej bada się nieinwazyjne metody neurostymulacji mózgu (NIBS) jako terapię wspomagającą w rehabilitacji po udarze. Do chwili obecnej najczęściej badaną metodą NIBS jest przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS), ale obserwuje się dużą zmienność reakcji na tDCS, przy czym ponad 50% osób nie reaguje zgodnie z oczekiwaniami. Tę niejednorodność w badaniach dotyczących odpowiedzi tDCS można wytłumaczyć brakiem konsensusu co do optymalnych parametrów stymulacji, wpływem indywidualnych cech anatomicznych mózgu na odpowiedź na tDCS oraz obecnością prądu elektrycznego przepływającego przez czaszkę. Zatem, aby przeciwdziałać wpływowi międzyosobniczej zmienności anatomicznej i przepływów prądu elektrycznego przez czaszkę, w ostatnich badaniach analizuje się obecnie stymulację nerwu czaszkowego jako terapię wspomagającą w przypadku udaru mózgu w połączeniu z rehabilitacją. Powstające urządzenie terapeutyczne NIBS, stymulujące dwa główne nerwy czaszkowe, nerw trójdzielny i nerw językowo-gardłowy, poprzez stymulację języka, trafia do rehabilitacji neurologicznej, czyli nieinwazyjnej neuromodulacji nerwu czaszkowego (CN-NINM). Przykładając elektrody bezpośrednio do języka, CN-NINM umożliwia generowanie bezpośredniego przepływu impulsów nerwowych, które w połączeniu z zabiegami rehabilitacyjnymi docierają do jąder nerwów czaszkowych w pniu mózgu, a następnie do kory ruchowej, aby wywołać ukierunkowane zmiany neuroplastyczne. Po różnych urazach neurologicznych i w połączeniu z wieloma interwencjami, CN-NINM skutkuje poprawą wydajności funkcjonalnej, takiej jak chodzenie i równowaga. Zaobserwowano również zmiany neuroplastyczności, takie jak wzrost aktywacji beta-beta w mózgu mierzony elektroencefalografią i zwiększoną aktywację w pierwotnym obszarze kory ruchowej. Tylko w jednym badaniu po udarze porównano wpływ CN-NINM w połączeniu z 2-tygodniowym programem treningu równowagi i chodu (grupa eksperymentalna) z 2-tygodniowym samym programem treningu równowagi i chodu (grupa kontrolna) na wydajność funkcjonalną, jak oceniane za pomocą testu Mini-Best u osób w podostrej fazie udaru. Na podstawie wyniku testu Mini-Best stwierdzono poprawę równowagi w grupie eksperymentalnej w porównaniu z grupą kontrolną (p=0,032). Chociaż CN-NINM jest obiecujący, nie badano jego wpływu na poprawę funkcji UL, pomimo negatywnego wpływu upośledzenia UL na sprawność funkcjonalną po udarze. Ponadto, aby położyć podwaliny pod zastosowanie tego NIBS w udarze, kluczowe znaczenie ma zrozumienie neurofizjologicznych skutków CN-NINM poprzez ocenę zmian neuroplastyczności.

Cel: Głównym celem jest ocena wpływu CN-NINM w połączeniu z dostosowanym programem treningu siłowego UL na poprawę funkcji UL i pobudliwości mózgu u osób w przewlekłej fazie udaru mózgu. Celem drugorzędnym jest ocena obecności związku między wzmocnieniem funkcjonalnym UL a zmianą pobudliwości mózgu w badanej próbie.

Metody: W tym wieloośrodkowym, warstwowym, randomizowanym, kontrolowanym badaniu 74 uczestników zostanie zrekrutowanych i poddanych stratyfikacji zgodnie z wyjściową amplitudą ich odpowiedzi MEP wywołanych TMS na trzy warstwy intensywności treningu: 1) niska intensywność (MEP 20–49 μV); 2) umiarkowanej intensywności (MEP 50-120uV) i 3) wysokiej intensywności (MEP>120uV). . W każdej warstwie uczestnicy zostaną losowo przydzieleni do grupy eksperymentalnej (prawdziwy trening siłowy CN-NINM + UL) lub grupy kontrolnej (pozorowany trening siłowy CN-NINM + UL). Zmienne socjodemograficzne i związane z udarem (np. wiek, czas od udaru) będą zbierane w celu potwierdzenia kwalifikowalności uczestnika. Przed i po zakończeniu interwencji uczestnicy przejdą ocenę kliniczną dotkniętego UL, a także neurofizjologiczną ocenę mózgu za pomocą TMS. Interwencja będzie składać się z 4-tygodniowego programu treningu siłowego UL (3 razy w tygodniu, 60 minut) połączonego z 20-minutową aplikacją CN-NINM. W grupie eksperymentalnej intensywność bodźca zostanie ustawiona przez każdego uczestnika na komfortowy poziom odczuwania, podobny do odczuwania w ustach napoju bezalkoholowego. W przypadku grupy kontrolnej uczestnicy będą nosić urządzenie takie jak grupa eksperymentalna, ale intensywność będzie kontrolowana przez trenera i ustawiona na niezauważalny bodziec.