Нейромодуляция черепных нервов для улучшения функции руки и пластичности мозга при инсульте (CN-NINM)

Остаточная мышечная слабость в пораженной верхней конечности (ВЛ) оказывает существенное негативное влияние на выполнение повседневной деятельности (ADL) лиц, перенесших инсульт. Исследования показывают, что степень слабости верхней конечности сильно коррелирует с уровнем функционирования ADL, что влияет на общий уровень независимости после инсульта.

Восстановление моторики после инсульта в основном связано со способностью центральной нервной системы к реорганизации или нейропластичностью. Нейропластичность можно оценить с помощью неинвазивной транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС). ТМС позволяет оценить возбудимость нисходящего кортикоспинального пути — основного двигательного пути, контролирующего движения конечностей и туловища. Амплитуда вызванных ТМС моторных вызванных потенциалов (МВП) дает прямую меру возбудимости кортикоспинальных нейронов, а исследования показали, что амплитуды МВП могут использоваться для исследования нейропластических изменений, связанных с восстановлением моторики, и являются хорошими предикторами индивидуальной реакции на физическую нагрузку. послеинсультный. В недавнем исследовании упражнений по ВЛ у людей, переживших хронический инсульт, базовые амплитуды МВП использовались для оценки потенциала участников к восстановлению и соответствующей адаптации интенсивности программы тренировок по ВЛ. Стратифицировав их на основе амплитуд МВП, все участники, независимо от уровня восстановления после инсульта, продемонстрировали значительные улучшения функции верхней конечности после индивидуальной программы тренировок. В совокупности эти результаты позволяют предположить, что оценка амплитуды МВП может стать эффективным способом оценки нейропластичности, а также помочь в планировании и адаптации индивидуальных тренировок для оптимизации восстановления после инсульта.

Для повышения нейропластичности тренировочные упражнения имеют решающее значение для реабилитации после инсульта, поскольку они позволяют улучшить двигательную функцию и силу верхней конечности, а также способствуют пластичности мозга, что приводит к более широкому использованию верхней части мозга в ADL. Чтобы извлечь выгоду из преимуществ силовых тренировок для содействия восстановлению моторики и нейропластичности, методы неинвазивной нейростимуляции мозга (NIBS) все чаще изучаются в качестве вспомогательной терапии при реабилитации после инсульта. На сегодняшний день транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) является наиболее изученным методом NIBS, но отмечается большая вариабельность реакции на tDCS: более 50% людей не реагируют должным образом. Эту неоднородность в исследованиях ответа на tDCS можно объяснить отсутствием консенсуса относительно оптимальных параметров стимуляции, влиянием индивидуальных анатомических характеристик мозга на ответ на tDCS и наличием электрического тока, шунтирующего через череп. Таким образом, чтобы противодействовать влиянию межиндивидуальной анатомической изменчивости и шунтирования электрического тока черепом, в недавних исследованиях стимуляция черепных нервов изучается в качестве дополнительной терапии при инсульте в сочетании с реабилитацией. Новое терапевтическое устройство NIBS, стимулирующее два основных черепных нерва, тройничный и языкоглоточный нервы, путем стимуляции языка, находит свое применение в неврологической реабилитации, то есть неинвазивной нейромодуляции черепных нервов (CN-NINM). Прикладывая электроды непосредственно к языку, CN-NINM позволяет генерировать прямой поток нервных импульсов, которые направляются к ядрам черепных нервов ствола мозга, а затем к моторной коре, чтобы вызвать целевые нейропластические изменения в сочетании с реабилитационным лечением. После различных неврологических травм и в сочетании со многими вмешательствами CN-NINM приводит к улучшению функциональных показателей, таких как ходьба и равновесие. Также наблюдались изменения нейропластичности, такие как увеличение бета-активации мозга, измеренное с помощью электроэнцефалографии, и усиление активации в области первичной моторной коры. После инсульта только одно исследование сравнивало влияние CN-NINM в сочетании с 2-недельной программой тренировки баланса и походки (экспериментальная группа) с 2-недельной программой тренировки баланса и походки отдельно (контрольная группа) на функциональные показатели, как оценивается с помощью теста Mini-Best у лиц в подострой стадии инсульта. По результатам теста Mini-Best отмечено улучшение баланса в экспериментальной группе по сравнению с контрольной группой (р=0,032). Несмотря на многообещающие результаты, CN-NINM не изучался для улучшения функции верхней конечности, несмотря на негативное влияние нарушения верхней конечности на функциональные характеристики после инсульта. Кроме того, чтобы заложить основу для применимости этого NIBS при инсульте, решающее значение имеет понимание нейрофизиологических эффектов CN-NINM путем оценки изменений нейропластичности.

Цель: Основная цель — оценить влияние CN-NINM в сочетании с индивидуальной программой силовых тренировок UL на улучшение функции UL и возбудимости мозга у людей на хронической стадии инсульта. Вторичная цель - оценить наличие связи между функциональным усилением ВЛ и изменением возбудимости мозга для исследуемой выборки.

Методы: В этом многоцентровом стратифицированном рандомизированном контролируемом исследовании 74 участника будут набраны и стратифицированы в соответствии с исходной амплитудой их ответов MEP, вызванных ТМС, на три уровня интенсивности тренировки: 1) низкая интенсивность (MEP 20-49 мкВ); 2) средней интенсивности (МЭП 50-120мкВ) и 3) высокой интенсивности (МЭП>120мкВ). . Внутри каждой страты участники будут рандомизированы в экспериментальную группу (настоящая силовая тренировка CN-NINM + UL) или контрольную группу (силовая тренировка имитация CN-NINM + UL). Социально-демографические переменные и переменные, связанные с инсультом (например, возраст, время после инсульта), будут собраны для подтверждения права участника на участие. До и в конце вмешательства участники пройдут клиническую оценку пораженной ВЛ, а также нейрофизиологическую оценку мозга с помощью ТМС. Вмешательство будет состоять из 4-недельной программы силовых тренировок UL (3 раза в неделю, продолжительность 60 минут) в сочетании с 20-минутной программой CN-NINM. В экспериментальной группе интенсивность стимула будет установлена ​​каждым участником на комфортном уровне ощущений, аналогичном ощущению во рту безалкогольного напитка. В контрольной группе участники будут носить такое же устройство, как и в экспериментальной группе, но интенсивность будет контролироваться тренером и устанавливаться на невоспринимаемый стимул.