Wpływ połączenia tES z treningiem chodu CMDT na funkcje poznawcze, aktywność korową, pobudliwość neuronów ruchowych rdzenia kręgowego oraz sprawność motoryczną u osób po udarze

Udar mózgu to nagłe zdarzenie neurologiczne, które jest wiodącą przyczyną śmierci i niepełnosprawności. Zaburzenie przepływu krwi i dostawy tlenu prowadzi do śmierci komórek nerwowych po udarze. Dodatkowo, elektroencefalografia wykazała zmniejszenie mocy pasm wysokich częstotliwości (alfa i beta) i wzrost pasm niskich częstotliwości (theta i delta). Wzrost częstotliwości delta jest negatywnie skorelowany z funkcjami poznawczymi, podczas gdy wzrost pasm wysokich częstotliwości jest skorelowany z poprawą powrotu do zdrowia motorycznego i funkcji poznawczych. Ponadto, funkcjonalna spektroskopia w bliskiej podczerwieni (fNIRS), która jest nieinwazyjną neuroobrazowaniem, może monitorować poprawę aktywności korowej poprzez zmiany w przepływie krwi mózgowej i zużyciu tlenu.

Po udarze, zmiany aktywności korowej między półkulą ipsilateralną a półkulą kontralateralną wpływają na poziom rdzeniowy, ponieważ prowadzą do zwiększenia pobudliwości neuronów ruchowych rdzenia. Wzrost pobudliwości neuronów ruchowych rdzenia jest prawdopodobnie spowodowany nieprawidłową kontrolą z kory do rdzenia kręgowego poprzez drogi zstępujące. Ponadto, nadpobudliwość neuronów ruchowych rdzenia jest związana ze spastycznością po udarze. Jednak dokładne mechanizmy spastyczności po udarze pozostają niejasne. Potencjalne przyczyny obejmują brak równowagi w regulacji dróg zstępujących, nieprawidłowe przetwarzanie wewnątrzrdzeniowe i zmienioną lepkosprężystość mięśni. Zmiany w pobudliwości neuronów ruchowych rdzenia można ocenić za pomocą odruchu Hoffmanna (odruch H).

Zaburzenia motoryczne po udarze wpływają na codzienne czynności życiowe (ADL), ponadto zaburzenia poznawcze są powszechnie obserwowane u osób po udarze, co może ograniczać powrót do zdrowia motorycznego i funkcjonalnego oraz ograniczać skuteczność rehabilitacji. Te zaburzenia wpływają zarówno na czynności pojedyncze, jak i podwójne, zwłaszcza na wydolność chodu i zwiększają ryzyko upadków u osób po udarze. W ostatnich latach łączenie podejść oddolnych i odgórnych wykazuje większy potencjał w promowaniu plastyczności neuronalnej i poprawie powrotu do zdrowia motorycznego w porównaniu z pojedynczym podejściem. Podejścia oddolne odnoszą się do rehabilitacji, która działa na poziomie fizycznym i oczekuje zmian na poziomie układu nerwowego, podczas gdy podejście odgórne indukuje zmianę na poziomie korowym, aby wywołać zmianę w funkcji motorycznej lub poziomie fizycznym. Nieinwazyjna stymulacja mózgu (NIBS) jest podejściem odgórnym, które wzmacnia plastyczność neuronalną i wspomaga ponowne uczenie się motoryczne w stanach neurologicznych. Przezczaszkowa stymulacja elektryczna (tES) jest jedną z technik NIBS, a najczęstsze techniki tES to przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) i przezczaszkowa stymulacja prądem przemiennym (tACS). Zarówno tDCS, jak i tACS różnią się kształtem fali. tDCS dostarcza słaby prąd stały o efektach specyficznych dla polaryzacji, podczas gdy tACS wzmacnia plastyczność neuronalną i endogenne fale mózgowe w sposób specyficzny dla częstotliwości. Ostatni przegląd wykazał skuteczność tDCS w poprawie funkcji motorycznych, zdolności funkcjonalnych i funkcji poznawczych. Ponadto, wcześniejsze badanie wykazało poprawę funkcji poznawczych i ADL po połączeniu tDCS 2mA z treningiem CMDT. Jednak ilość dowodów na efekty tACS jest znacznie mniejsza niż dla tDCS, ponieważ dopiero niedawno zaczęła budzić zainteresowanie. Częstotliwość stosowana w badaniu tACS głównie wynika ze związku między falami mózgowymi a funkcjami. Poprzedni przegląd wykazał, że gamma tACS poprawia wydolność poznawczą, pamięć roboczą i myślenie logiczne. W zdrowej populacji, poprzednie badanie wykazało, że zastosowanie gamma-tACS nad M1 znacznie poprawiło prędkość i przyspieszenie w zadaniu wzrokowo-ruchowym; jednak tej poprawy nie zaobserwowano w beta-tACS. Aby dostarczyć dowodów na efekty tACS w populacji po udarze i zidentyfikować, który rodzaj przezczaszkowej stymulacji elektrycznej jest najbardziej odpowiedni do rehabilitacji po udarze, konieczne jest porównanie tDCS i tACS. Obie techniki tES będą łączone z konwencjonalną fizjoterapią przez 12 sesji (3 dni/tydzień przez 4 tygodnie). tES będzie stosowane przez 20 minut, a następnie przez konwencjonalną fizjoterapię (1 godzinę) i trening chodu z podwójnym zadaniem poznawczo-ruchowym (30 minut). Aktywność korowa będzie oceniana za pomocą EEG i fNIRS. Będzie analizowana absolutna moc spektralna każdego z pasm częstotliwości (alfa, beta, delta i theta). Dane hemodynamiczne będą analizowane w celu przedstawienia zmian przepływu krwi do mózgu po interwencji. Stosunek Hmax/Mmax z mięśnia zginacza promieniowego nadgarstka i mięśnia brzuchatego łydki będzie rejestrowany w celu przedstawienia zmian w pobudliwości neuronów ruchowych rdzenia. Ocena Fugl-Meyera kończyn górnych i dolnych oraz test Timed Up and Go będą używane do przedstawienia wyników klinicznych funkcji i wydolności motorycznej. ERP rejestrowany podczas testu Stroopa kolorów i słów oraz testu 2-Back będzie oceniany wraz z Montrealską Skalą Oceny Funkcji Poznawczych (MoCA) w wersji tajskiej. Ponadto, dane behawioralne, tj. czas reakcji, dokładność, będą zbierane do analizy w celu przedstawienia funkcji poznawczych. W przypadku wydolności chodu, interferencja podwójnego zadania lub koszty podwójnego zadania będą stosowane z chodu z podwójnym zadaniem. Wszystkie wyniki będą oceniane na początku, po interwencji, po 1 miesiącu obserwacji i po 3 miesiącach obserwacji.