Akut intermittent hypoxi vid traumatisk hjärnskada (AIH)

Syftet med denna studie är att avgöra om akut intermittent hypoxi (AIH) är säker att administrera till medicinskt stabila patienter med kronisk traumatisk hjärnskada (TBI). Det finns bevis som tyder på att AIH främjar neuroplasticitet i centrala nervsystemet (CNS). AIH stimulerar syrekänsliga serotonerga neuroner i hjärnstammens raphe-kärna vilket leder till serotoninfrisättning i olika regioner av CNS. Denna frisättning leder till aktivering av serotoninreceptorer på eller nära kortikala neuroner och ökad syntes av flera trofiska faktorer inklusive hjärnhärledd neurotrofisk faktor, vaskulär endoteltillväxtfaktor och erytropoietin. Dessa åtgärder påverkar också funktionen hos neurotransmittorer som GABA. Större uttryck av tillväxtfaktorer i hjärnan underlättar neuroplasticitet genom att öka synaptisk styrka, kortikala neuron och interneuron excitabilitet, och intra- och inter-brain region connectivity. Att notera är att hypoxiinducerad neuroplasticitet endast inträffar vid akut intermittent exponering, men inte framkallas av kontinuerlig hypoxi av samma varaktighet. Är AIH säkert att administrera till TBI-patienter? Övervikten av tidigare bevis från djur och människor tyder på att dagliga episoder av mild AIH inte negativt påverkar viktiga säkerhetsparametrar som vilotryck, artärtryck, hjärtfrekvens, hjärtfrekvensvariabilitet, hjärtminutvolym eller kognitiv funktion. Hittills har AIH-protokoll som inducerar fördelaktig neuroplasticitet utan att utlösa patologiska följdsjukdomar begränsats till korta episoder av måttlig hypoxi med ett lågt cykeltal, såsom episoder på 15 x 90 sekunder med 10 % inandat syre. Nyligen genomförda studier på människor med kronisk ryggmärgsskada och stroke visade att dessa blygsamma AIH-episoder som upprepas under fem dagar i följd på ett säkert sätt kan tolereras utan patologiska konsekvenser. En annan ny studie visade att inte ens ett 4-veckorsprotokoll med måttlig daglig AIH (cykling 9%/21% syre var 1,5:e minut, 15 cykler per dag, under 4 veckor) inte framkallar negativa medicinska konsekvenser eller kognitiv försämring. Således tyder de kumulativa bevisen på att repetitiv AIH säkert kan användas för att studera om det kan förbättra neurobeteendefunktion hos TBI-patienter utan skadliga effekter. I den här studien kommer vi att administrera mild AIH till 16 patienter på fyra olika dagar fördelade under loppet av två till fyra veckor, med början med normal syrekoncentration (mål SpO2 på 98%) och sedan successivt minska syrekoncentrationerna under de kommande tre sessionerna (till 93 %, 87 % och 82 %). Vårt primära mål är att avgöra om det är säkert att administrera mild AIH till kroniska TBI-patienter med ihållande funktionsnedsättningar, men som är kliniskt stabila. Som ett sekundärt mål i denna studie kommer vi att bedöma om mild AIH-administrering har några post-session eller kumulativa effekter efter studien på minne och kognition, kortikal aktivering som bedömts med enkelpuls transkraniell magnetisk stimulering, eller om hjärnarkitekturen före studien. eller funktionell anslutning som detekteras av strukturell och funktionell magnetisk resonansavbildning i vilotillstånd förutsäger svar på AIH. Om inga negativa effekter på mild AIH observeras i denna studie, kan kliniska prövningar med enbart mild AIH eller i kombination med neurobeteendeterapier utvärdera om AIH underlättar förbättringen av funktionell prestanda efter TBI.