NEUROBALANCE Träning för att förbättra postural kontroll hos individer med traumatisk hjärnskada

Bakgrund: Traumatisk hjärnskada (TBI) är ett av de allvarliga hälsotillstånden med försvagande konsekvenser, som drabbar mer än 2,5 miljoner individer bara i USA. Balansstörning är en av de mest invalidiserande följderna av TBI, som drabbar ungefär hälften av dem som har TBI även efter att tio år har gått efter olyckan, och dessutom ökar risken för fall på grund av dålig postural kontroll. De nuvarande utmaningarna är att det för närvarande inte finns några väletablerade rehabiliteringsbehandlingar som har visat sig ha långvarig bevarande av balansåterhämtning hos TBI-överlevande med kroniska balansbesvär. Därför behöver vi nya terapeutiska strategier som använder rehabiliteringsteknik som kan rikta in sig på sensorimotorisk integration och förbättrad proprioceptiv kontroll för att förbättra balansfunktionen, och därigenom lindra den långsiktiga bördan på TBI-överlevande och deras vårdgivare.

Hypotes och motivering: Vi antar att återhämtning av balans och postural kontroll kräver en multimodal strategi, och vi föreslår robotisk balansträning (RBT) med hjälp av Hunova-plattformen (Movendo Technology, Italien), eftersom det har en fördel av att stödja dynamisk balans i inte bara sagittalt plan men också tvärplan (mediolaterala och främre-posteriora riktningar), och möjliggör core-stabilitet och bålkontroll med sina unika sittande balansövningar. Dessutom antar vi att genom att använda högupplöst transkraniell likströmsstimulering (HD-tDCS) som ett adjuvans till RBT, kommer HD-tDCS att underlätta uppifrån och ned neuromuskulär kontroll av balansen genom kortikospinala kretsar, medan robotplattformen kommer att möjliggöra botten- upp feedback på svar på plattformsstörningar. Sammantaget förväntar vi oss att den kombinerade interventionen kommer att förbättra reaktiv och förutseende postural kontroll, positionskänsla och proprioceptiv kontroll, få styrka i nedre extremiteterna, öka fotledens rörelseomfång och stimulera uppmärksamhet genom spelliknande övningar.

Studiedesign: Vi föreslår en encenter-, forskarblindad, randomiserad, skenkontrollerad trippelarmad parallellgruppsstudie med överlägsenhet. Fyrtiofem vuxna individer med kronisk TBI med klagomål på balansstörningar (skadan debuterar > 6 månader före screening) kommer att randomiseras till en av de tre grupperna: (1) Real HD-tDCS + RBT, (2) Sham HD-tDCS + RBT, och (3) Kontrollgrupp som får dosmatchad rehabiliteringsbehandling med standardvård. Alla deltagare kommer att genomgå 12 sessioner (3 dagar × 4 veckor) av intervention. Totalt 3 bedömningsbesök (före träning, omedelbart efter 4 veckors träning och 2 månader efter det senaste träningsbesöket) kommer att genomföras för att utvärdera den funktionella återhämtningen och neurofysiologiska förändringar på grund av intervention.

Specifikt mål-1: Att avgöra om det finns en övergripande behandlingseffekt av riktad neuromodulering i kombination med robotbalansträning på balansresultat omedelbart efter 4 veckors träningsfunktion hos personer med TBI. Förändringen i Berg Balance Scale-poäng från baslinje till 4 veckor efter träning kommer att vara det primära resultatmåttet. De sekundära utfallsmåtten för balansåterhämtning kommer att vara förändringarna i Mini BESTest, Functional Gait Assessment och Trunk Impairment Scale poäng från baslinjen till 4 veckor efter träning. Vi antar att Real HD-tDCS + RBT kommer att visa den största förbättringen av balansresultaten.

Sekundärt mål-2: Att karakterisera de neurofysiologiska mekanismerna uppifrån och ner och nerifrån och upp för balanskontroll på grund av neuromodulationsförbättrad robotträning. Vi kommer att mäta de neurofysiologiska resultaten av EEG- och EMG-aktivitet, och posturografiska resultat av kroppssvaj under plattformsstörningsuppgiften vid baslinjen, 4 veckor efter träning och 2 månaders uppföljning. Specifikt kommer de interventionsinducerade förändringarna i den kortikala reaktivitetsamplituden, muskelsamaktivering och förskjutningscentrum att jämföras över grupper.

Sekundärt mål-3: Att studera sambandet mellan de interventionsrelaterade förändringarna i balansfunktionens slutpunkter och grafteoretiska mått på kortikal funktionell anslutning. Vi kommer att använda ett multivariat statistiskt tillvägagångssätt - partiell minsta kvadratkorrelation - för att identifiera en latent komponent som kännetecknar korrelationen mellan de 4-veckors interventionsrelaterade förändringarna i balansresultatmått och EEG kortikokortikala funktionella anslutningsfunktioner som mäts under plattformsstörningsuppgiften.