Моторная практика верхних конечностей с упражнениями при хроническом инсульте (PUMP-Ex)

В когорте выживших почти 7 миллионов человек инсульт является основной причиной длительной нетрудоспособности в Соединенных Штатах. Из примерно 795 000 новых инсультов, происходящих ежегодно, примерно 2/3 выживших будут иметь ту или иную степень долгосрочной инвалидности. Распространенность постинсультной инвалидности в сочетании с тем фактом, что все больше людей выживает после инсульта, отражает растущую потребность в разработке эффективных стратегий реабилитации, направленных на снижение инвалидности и улучшение качества жизни миллионов людей, переживших инсульт, их семей и лиц, осуществляющих уход.

У подавляющего большинства выживших после инсульта, >75%, наблюдается гемипарез верхних конечностей (ВП), и только 15% полностью выздоравливают. Кроме того, остаточное нарушение УЭ тесно связано с длительной нетрудоспособностью и снижением качества жизни. Текущие метааналитические данные поддерживают вмешательства виртуальной реальности в реабилитацию после инсульта для улучшения функции UE, предполагая, что это многообещающая область для дальнейшего терапевтического развития.

Duck Duck Punch (DDP) — это интерактивная компьютерная игра, специально разработанная для повышения качества движений UE с помощью индивидуальной практики прогрессивных движений, а также множества показателей производительности, позволяющих получать обратную связь о выполнении движений в течение сеанса. Хотя ответ на реабилитационные вмешательства в виртуальной реальности, такие как DDP, включает множество факторов, нейропластические изменения являются основным механизмом, лежащим в основе функционального восстановления. Таким образом, сочетание DDP с предварительным вмешательством для создания «благоприятной для нейропластики» среды может сделать ЦНС более податливой, усилить реакцию на реабилитацию DDP и, в конечном итоге, улучшить результаты.

Аэробные упражнения (AEx) положительно влияют на общую функцию мозга, включая улучшение общего познания, исполнительной функции, а также скорости обработки и внимания у здоровых пожилых людей. Кроме того, один сеанс AEx резко улучшает моторную память и способность к обучению у молодых здоровых взрослых. Хотя AEx использовался для улучшения сердечно-сосудистой функции после инсульта, его нейрофасилитационные эффекты при инсульте еще предстоит проверить эмпирически. Возможные механизмы, с помощью которых AEx улучшает функцию мозга и двигательное обучение, включают изменения в циркулирующем мозговом нейротрофическом факторе (BDNF) и кортикомоторной возбудимости. Считается, что BDNF играет неотъемлемую роль в нескольких нейропластических процессах и способствует укреплению синаптических связей, т. е. долговременной потенциации (LTP), и текущие исследования показывают, что AEx может резко и хронически увеличивать циркулирующий BDNF. Кортикомоторная возбудимость (CME) часто используется в качестве индикатора LTP-подобной нейропластичности и может лежать в основе улучшения моторной памяти и обучения. Подобно BDNF, AEx может резко усиливать кортикомоторную возбудимость у контрольных пациентов и пациентов с хроническим инсультом. Облегчение функции центральной нервной системы дает обоснование для определения роли AEx в «подготовке» мозга к последующему вмешательству для максимизации нейропластического потенциала.

Прайминг на основе движений для нейрореабилитации включает в себя выполнение движений или упражнений до или одновременно с терапевтическим вмешательством с целью повышения эффективности терапевтического вмешательства. Появляющиеся данные поддерживают AEx как потенциальный инструмент для подготовки к реабилитации после инсульта UE. AEx в сочетании с обучением задачам UE может улучшить функцию UE и самооценочное состояние здоровья у выживших после хронического инсульта. Несмотря на многообещающие результаты, в литературе есть пробелы, касающиеся: 1) клинической применимости сеанса прайминга AEx; и 2) механизмы, способствующие изменениям в функциях UE в ответ на реабилитацию UE, инициированную AEx. Устранение этих пробелов будет необходимо для разработки праймера AEx, который будет эффективным и эффективным по времени, по сравнению с текущими клиническими моделями. Таким образом, цель этого экспериментального предложения будет состоять в том, чтобы установить первоначальные контрольные показатели осуществимости и переносимости с помощью следующих целей:

1. Продемонстрировать возможность сочетания AEx + DDP у выживших после инсульта с гемипарезом UE
2. Количественно оценить влияние вмешательства AEx + DDP на ухудшение и функционирование UE.
3. Изучить взаимосвязь биомаркеров нейропластичности (BDNF и кортикомоторной возбудимости) и реакции на AEx + DDP

Для достижения этих целей выжившие после хронического инсульта с умеренным гемипарезом УЭ пройдут 18 сеансов обучения AEx + DDP. Каждую неделю в течение шести недель испытуемые будут проходить три сеанса AEx + DDP. Во время каждого занятия испытуемые будут выполнять 15 минут аэробных упражнений, за которыми следует 200 повторений DDP. Оценка функции UE и биомаркеров нейропластичности будет проводиться до и после вмешательства AEx + DDP.