Транскраниальная стимуляция постоянным током в сравнении с виртуальной реальностью влияет на походку у детей со спастической диплегией

Детский церебральный паралич (ДЦП) вызывается ранним поражением головного мозга, поражающим 2–3 детей на каждые 1000 живорождений. ДЦП подразделяют на различные подтипы в зависимости от доминирующих неврологических признаков: спастический, дискинетический или атаксический. Распространенными осложнениями являются эпилепсия и умственная отсталость, а также проблемы с речью, слухом и зрением [1]. Спастический диплегический ДЦП — одно из наиболее частых нарушений развития на протяжении всей жизни, обусловленное масштабными изменениями подкорковой активности головного мозга со сниженной активацией кортико-спинномозговых и соматосенсорных цепей, что приводит к снижению активации ЦНС при волевых действиях.

Нарушение походки наблюдается у 90% детей со спастическим диплегическим ДЦП, что связано с пониженной возбудимостью коры и усугубляется спастичностью нижних конечностей, чрезмерной мышечной слабостью, нарушением подвижности суставов, нарушениями координации и равновесия. В частности, у детей с ДЦП снижена скорость ходьбы, частота шагов и длина шага, а также другие затронутые пространственно-временные параметры походки. Международная классификация функциональной нетрудоспособности и здоровья рассматривает изменения пространственных и временных характеристик походки как важные предикторы плохого функционирования и участия в жизни общества. Кроме того, в этой популяции распространены походка в полусогнутом положении, «ножницы» и другие атипичные модели походки, что дополнительно влияет на кинематические и кинетические характеристики походки и приводит к метаболически затратной локомоции, высокому риску падения и длительным скелетно-мышечным травмам. Для детей со спастической диплегией основной целью реабилитации является облегчение подвижности и соответствующих моделей ходьбы с посторонней помощью или без нее. Улучшение пространственно-временных и кинетических характеристик походки улучшит функцию ходьбы, повысит ее эффективность и снизит риск длительной нетрудоспособности. В свою очередь, это позволило бы этим детям участвовать в большем количестве повседневных дел, значимом взаимодействии с семьей и обществом, исследовании окружающей среды, а также улучшить свое физическое развитие.

В текущем исследовании исследователи рассмотрели две стратегии, основанные на технологиях, которые потенциально могут воздействовать на нарушения походки и улучшать функцию ходьбы у детей с ДЦП: виртуальная реальность (VR) и транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS). Оба вмешательства были изучены на предмет их терапевтического потенциала со смешанными результатами, особенно у детей. В частности, виртуальная реальность может имитировать реальную деятельность, обеспечивая повторение, расширенный сенсорный ввод и обратную связь, уменьшение/увеличение ошибок для повышения мотивации в процессе реабилитации. В качестве инструмента обучения виртуальная реальность обеспечивает стимуляцию визуального восприятия в результате динамических изменений контекста, что может помочь в выполнении регламентированных упражнений, а также требует концентрации и дополнительного постурального контроля. Исследования нейровизуализации показывают, что виртуальная реальность может способствовать обучению и восстановлению, стимулируя корковую реорганизацию и нейронную пластичность. Предыдущие исследования использовали виртуальную реальность в качестве терапевтического инструмента для детей, чтобы улучшить равновесие, скорость ходьбы и/или расстояние, а также стимулировать физическую активность. Было показано, что дополнительные методы лечения ВР улучшают функциональные показатели в таких видах деятельности, как приседания, осанка стоя и расход энергии. С коммерциализацией продуктов, связанных с виртуальной реальностью, таких как Nintendo Wii, многие виртуальные игры легко доступны для домашнего использования. Эти игры часто предназначены для проверки и тренировки баланса, осанки и динамических движений, которые являются критическими факторами для походки. Таким образом, реабилитация на основе виртуальной реальности может предложить уникальный доступный терапевтический подход для уменьшения нарушений походки и улучшения динамической функции.

Напротив, tDCS представляет собой метод нейромодуляции, направленный на оптимизацию существующих нервных путей для продления и/или улучшения функциональных результатов, достигнутых в результате реабилитации. tDCS применяется посредством либо анодной, либо катодной стимуляции, что соответствует возбуждению или торможению стимулируемых областей мозга соответственно. Анодная стимуляция повышает возбудимость коры за счет деполяризации, обеспечивая более спонтанное возбуждение клеток, в то время как катодная стимуляция оказывает тормозящее действие за счет гиперполяризации. Функционально это означает, что применение tDCS будет влиять на активность в той области мозга, на которую оно направлено. Предыдущие исследования показывают, что ингибирование коркового входа в корково-спинномозговой тракт является возможной причиной повышенной спастичности при ХП, поэтому разумно предсказать, что анодная стимуляция смягчит эти симптомы у людей со спастическим ХП. Нейрофизиологические эффекты анодной tDCS также могут усиливать двигательное обучение за счет увеличения корковой активности, что применимо к лечению всех подтипов ХП. Эти преимущества также могут привести к функциональному улучшению походки.