Terapia stymulacji sensorycznej
Terapia stymulacji sensorycznej ( SST ) to terapia eksperymentalna , której celem jest wykorzystanie mechanizmów plastyczności neuronów do pomocy w przywróceniu funkcji somatosensorycznych po udarze lub starzeniu poznawczym . Udar mózgu i starzenie się funkcji poznawczych są dobrze znanymi źródłami utraty funkcji poznawczych, przy czym pierwsze z nich to śmierć neuronów , drugie to osłabienie połączeń nerwowych . SST stymuluje określony zmysł na określonej częstotliwości. Badania sugerują, że ta technika może cofnąć proces starzenia się funkcji poznawczych nawet o 30 lat i może selektywnie poprawiać lub upośledzać progi rozróżniania dwóch punktów .
Historia i motywacja
Szacuje się, że do 2025 roku 34 miliony ludzi w Stanach Zjednoczonych będzie cierpieć na demencję. Dlatego niezwykle ważne jest, abyśmy ustalili skuteczne leczenie osób z takimi objawami, aby zmniejszyć lub całkowicie zmniejszyć demencję. We współczesnym leczeniu nieobejmującym leczenia farmakologicznego wielką interwencją są terapie psychospołeczne. Dzięki terapiom psychospołecznym, takim jak masaż, aromaterapia, stymulacja wielozmysłowa, muzykoterapia i orientacja na rzeczywistość, leczenie demencji i chorób związanych z demencją stało się możliwe w mniej tradycyjnej, ale niefarmakologicznej formie. Kiedyś wierzono, że mózg jest w dużej mierze niezmienny i że o jego funkcji decyduje się w młodym wieku. Zgodnie z tym tokiem myślenia utrata funkcji poznawczych spowodowana udarami i starzeniem się była postrzegana jako nieodwracalna. Lokalizacja funkcjonalna to teoria, która sugeruje, że każda sekcja mózgu ma określoną funkcję, a utrata sekcji jest równoznaczna z trwałą utratą funkcji. Tradycyjne modele specjalizują się nawet między półkulami mózgu i opisują „artystyczne i logiczne sekcje mózgu”. Ta fatalistyczna perspektywa została dramatycznie zakwestionowana przez niedawny paradygmat plastyczności mózgu .
Plastyczność mózgu odnosi się do zdolności mózgu do restrukturyzacji, tworzenia nowych połączeń lub dostosowywania siły istniejących połączeń. Obecny paradygmat pozwala na konceptualizację mózgu zdolnego do zmian. Różni badacze wykorzystują tę koncepcję do opracowywania nowych terapii schorzeń, które wcześniej uważano za trwałe; na przykład Paul Bach-y-Rita pracował nad urządzeniami przywracającymi wzrok osobom niewidomym i łagodzącym uczucie upadku u pacjenta, który utracił funkcję aparatu przedsionkowego .
Stwierdzono, że wiele zmysłów ma w sobie coś z plastyczności. Wykazano, że nawet poznanie słuchowe ma pewien potencjał powrotu do zdrowia po udarze. Niedawne badanie przeprowadzone przez Sarkamo i in. wykazali, że słuchanie muzyki i książek audio we wczesnym okresie rekonwalescencji po udarze może skutkować poprawą funkcji poznawczych.
Ten paradygmat otworzył drzwi do tego, co wcześniej uważano za niemożliwe; rekonwalescencja po udarach, zmniejszone starzenie poznawcze.
Udar
Udar może być spowodowany kilkoma różnymi sytuacjami, ale podstawowy skutek jest taki sam . Dopływ krwi do części mózgu zostaje zatrzymany, co powoduje szybkie wyczerpanie tlenu i innych składników odżywczych w części głodzonej. Wygłodniały fragment tkanki mózgowej szybko zaczyna obumierać i powoduje uszkodzenie mózgu . W powstałej zmianie można prześledzić utratę różnych funkcji poznawczych w zależności od lokalizacji i obszaru uszkodzenia.
Często zdarza się, że pacjenci po udarze cierpią na osłabienie mięśni i utratę funkcji mięśni . Zaobserwowano pewną naturalną regenerację, jednak trening oparty na postępach w neuronauce wykazał najbardziej spektakularną poprawę. Te eksperymentalne terapie koncentrują się na powtarzaniu podstawowych zadań z ograniczonymi przydatkami. Ogólnie stwierdza się, że bardziej intensywne terapie przywracające funkcje poprawiają sprawność. fMRI i PET badania skanujące wykazały, że już po 3 tygodniach intensywnych programów treningowych istnieją statystyczne różnice między grupą eksperymentalną a kontrolną, z zauważalną poprawą kontroli mięśni. Chociaż metody te otworzyły drzwi do poprawy jakości życia pacjentów po udarze mózgu, metody szkoleniowe są bardzo czasochłonne i uwagi . Byłoby potężnym narzędziem, gdyby udało się znaleźć system, który nie wymaga ogromnej uwagi.
Starzenie poznawcze
Podczas starzenia się wiele funkcji mózgu zanika, a niektóre zanikają, co określa się mianem starzenia poznawczego. W najbardziej skrajnych przypadkach można pomyśleć o katastrofalnych skutkach choroby Alzheimera . Wiek jest największym czynnikiem ryzyka choroby Alzheimera. Jednak z powodu braku wiedzy i udanych badań w tej dziedzinie niewiele wiadomo na temat tempa pogorszenia stanu klinicznego i atrofii mózgu. Ta choroba jest związana ze śmiercią neuronów. Jednak bardziej ogólne starzenie się uwzględnia utratę siły synaptycznej nad śmiercią neuronów. Biorąc pod uwagę tę sytuację, mechanizm prawidłowego funkcjonowania mózgu jest nadal obecny, ale jest w nieładzie. Wykazano, że u ludzi powyżej 50 roku życia może wystąpić nawet 46% spadek liczby i gęstości kolców dendrytów w porównaniu ze starszymi uczestnikami.
Układ somatosensoryczny
Homunkulus korowy, czyli wizualna reprezentacja tego, jak twój mózg widzi twoje ciało, został odkryty przez Wildera Penfielda . światowej sławy neurochirurg. Po zakończeniu kariery w ramach wydziału medycznego McGill pełnił funkcję dyrektora Instytutu Neurologicznego.
Układ somatosensoryczny jest częścią naszego układu sensorycznego , która odpowiada za dotyk. Nie bylibyśmy w stanie odczuwać takich rzeczy jak temperatura, ból, ucisk, wibracje i wysypka skórna bez niezachwianej pomocy naszego układu somatosensorycznego. Obwodowy układ nerwowy ma zdolność rozumienia dotyku, nacisku , wibracji , pozycji kończyny , ciepła , zimna i bólu . Informacje te są przesyłane przez obwodowy układ nerwowy do rdzenia kręgowego gdzie jest ostatecznie przetwarzany przez mózg . Jedną z kluczowych struktur przetwarzających te informacje jest pierwotna kora somatosensoryczna , która znajduje się w płacie ciemieniowym . Wiadomo, że pierwotna kora somatosensoryczna ma podsekcje, które przetwarzają informacje z różnych sekcji, a obszar kory dla każdej sekcji jest związany z jej ostrością. Ta obserwacja jest często pokazywana symbolicznie przez homunkulusa .
Terapie stymulacji sensorycznej
Stymulacja sensoryczna wykorzystuje szybką stymulację nerwów w części skóry, aby wywołać zmiany neuronalne u uczestnika. Nerwy są elektrycznie stymulowane w sposób określany jako koaktywacja. W obu przypadkach kończyna uczestnika, często ręka, jest unieruchomiona w urządzeniu, które ma sekcję, która stosuje stymulację. Uczestnik może zająć się swoimi codziennymi czynnościami, a wielu nie przeszkadza obecność urządzenia. Ten stopień reorganizacji jest często mierzony za pomocą dwóch progów rozróżniania punktów , które mierzą najmniejszą odległość między dwoma punktami, jaką może odczuć podmiot.
Wykazano, że stosowanie tej techniki może przywrócić utratę czucia nawet do 30 lat. W badaniu Dinse i in. , 28 pacjentów w wieku od 66 do 86 lat przebadano podobnie jak uczestnicy o 30 lat młodsi od siebie po leczeniu. Uczestnicy ci mieli podłączone urządzenie przez 3 godziny podczas stymulacji. Inne badania wykorzystywały krótsze okresy stymulacji i osiągały podobne wyniki.
Koaktywacja
Niedawne badanie opublikowane w Archives of Physical Medicine and Rehabilitation dotyczyło czterech pacjentów, którzy wyzdrowieli po udarze podczas terapii elektrycznej stymulacji sensorycznej. Ich postępy śledzono w kilku różnych testach; Próg dotyku, ostrość dotyku, dotykowe rozpoznawanie obiektów , kołki umieszczone w tablicy z kołkami i testy stukania motorycznego. Stwierdzono, że wszyscy pacjenci zwiększyli swoją wydajność podczas badania. Chociaż w tym badaniu wykorzystano niewielką grupę próbną i nie było grupy kontrolnej, jest to badanie pierwszego etapu, które sugeruje przyszłe badania.
Wokół tego badania opracowano przyszłe badania, w których skóra uczestnika była stymulowana elektrycznie w celu wywołania sygnałów wysyłanych do mózgu.
Badania częstotliwości
W styczniu 2008 r. Ragert i in. zbadali wpływ częstotliwości stymulacji na techniki stymulacji sensorycznej w celu wywołania zmian plastycznych. W badaniu zbadano, czy zmiana częstotliwości może być wykorzystana do wywołania długotrwałego wzmocnienia (LTP) lub długotrwałej depresji (LTD). LTP odnosi się do procesów, w których połączenia neuronowe są tworzone i wzmacniane poprzez stymulację i aktywność. I odwrotnie, LTD jest procesem, w którym szlak neuronowy jest osłabiony przez niski poziom stymulacji lub nieużywanie.
W badaniu Ragert i in. podzielili swoich uczestników na dwie grupy, z których obie przeszły terapię SS, ale częstotliwość stymulacji była różna między dwiema grupami. Ich analiza wykazała statystyczną poprawę w dwupunktowych testach dyskryminacji dla grupy o wysokiej częstotliwości oraz statystyczne pogorszenie tego samego testu w grupie o niskiej częstotliwości. Wynik ten rzuca światło na interesującą możliwość dla przyszłości tej techniki; SS można stosować zarówno do przywracania utraconych funkcji czuciowych, jak i do stłumienia przewlekłego bólu .
Terapia plastyczności zależnej od aktywności i stymulacji sensorycznej
Plastyczność zależna od aktywności odnosi się do zjawiska, w którym połączenia neuronowe zmieniają się poprzez powtarzalne użycie. Ta forma plastyczności była wykorzystywana przez kliniki neurorehabilitacji, aby pomóc osobom powracającym do zdrowia po udarze; na przykład Klinika Terapii Tauba stosuje terapię wymuszoną przymusem. Terapia ta koncentruje się na pacjentach po udarze mózgu z ograniczoną funkcją kończyny. Zdrowa kończyna pacjenta jest ograniczana, a pacjent jest kierowany przez zadania fizyczne o rosnącym stopniu trudności, aby wywołać regenerację sieci neuronowych.
American Stroke Association opublikowało w 2005 roku artykuł autorstwa Sawaki i wsp. na temat możliwości wykorzystania SS jako uzupełnienia terapii UDP. Podejrzewali, że ze względu na znaczenie informacji somatosensorycznych w ruchu, wzmocnienie przetwarzania sensorycznego poprzez SS może również poprawić UDP. Ich eksperyment miał dwie grupy eksperymentalne; obie grupy zostały skierowane do wykonania dobrowolnych ruchów kciukiem, a jedna grupa przeszła 20 minut SS przed ukierunkowanymi ruchami kciuka. Stwierdzono, że sparowani uczestnicy mieli większy powrót funkcji.
Wpływ na mapy korowe
Mapy korowe to mapy, na których opisane są części naszego mózgu, takie jak układ somatosensoryczny. Mapy korowe w naszych mózgach nie tyle odnoszą się do naszych zmysłów, ile do naszego zmysłu fizycznego dotyku. Stwierdzono, że zastosowanie intensywnych metod treningowych może być wykorzystane do powiększenia map korowych u pacjentów powracających do zdrowia po udarze mózgu. Badania z wykorzystaniem skanów fMRI i PET wykazały, że stopień aktywacji wzrasta w korze ruchowej pacjentów poddawanych intensywnym terapiom. Stanowi to silne poparcie dla idei, że zmiany plastyczne w mózgu są mechanizmem, dzięki któremu może nastąpić powrót do zdrowia.
Akupunktura i fizjoterapia poprawiająca kontrolę postawy
Pacjenci po udarze niedowładu połowiczego często tracą zdolność do samodzielnego stania i utrzymania postawy. Bez możliwości kontrolowania postawy tracimy możliwość swobodnego i dobrowolnego poruszania się, co jest niezbędne do wykonywania codziennych czynności (ADL) . . Przeprowadzono badania, aby sprawdzić, czy stymulacja sensoryczna może poprawić funkcjonalność po wystąpieniu udaru. W badaniu porównano dwie grupy; grupa poddawana standardowej fizjoterapii (grupa 1) oraz grupa, której poddano stymulację sensoryczną za pomocą akupunktury , fizjoterapii i trening ADL (grupa 2). Obie grupy rozpoczęły badanie w ciągu dziesięciu dni od pierwszego udaru. Grupa 2 uzyskała stymulację za pomocą tradycyjnej chińskiej akupunktury (10 igieł), umieszczonych zgodnie z tradycyjnymi chińskimi punktami akupunkturowymi i utrzymywanych na miejscu przez 30 minut. Oprócz stymulacji manualnej, czterem z dziesięciu igieł podawano również stymulację elektryczną (2 do 5 Hz). Leczenie kontynuowano przez cztery do dziesięciu dni, średnio przez sześć i pół dnia. Dwudziestu jeden pacjentów w grupie 2 miało średni wiek 74,2, a średni wiek grupy 1 wynosił 74,8. Spośród pacjentów z grupy 2, u których można było wykonać zapis posturalny, u 7 pacjentów stwierdzono uszkodzenie połowicze po stronie lewej, au 10 po stronie prawej. Spośród pacjentów z grupy 1, 4 miało zmianę po lewej stronie, a 3 po prawej. Podczas testów badani stali na platformie ze złączonymi piętami i skrzyżowanymi ramionami na piersiach. Badani byli narażeni na perturbacje poprzez bodziec wibracyjny na mięśniach łydek, który powodował ruch przednio-tylny lub galwaniczną stymulację nerwów przedsionkowych, powodującą ruch boczny. Przeprowadzono trzy różne testy, przy oczach pacjentów zarówno otwartych, jak i zamkniętych. Wyniki badania wykazały, że istniały duże różnice w grupie 1, grupie kontrolnej i grupie 2, grupie leczonej. Więcej pacjentów z grupy leczonej niż z grupy kontrolnej było w stanie utrzymać zdrową postawę podczas perturbacji. Ponieważ obie grupy były leczone z powodu objawów poudarowych, sądzono, że te zaburzenia w naturalny sposób poprawią ich postawę i ruchy motoryczne. Wśród osób, które przeżyły 2 lub więcej lat po udarze połowiczym, grupa leczona (grupa 2) wykazała lepszą kontrolę postawy. Co więcej, u pacjentów, u których zastosowano jakąkolwiek dodatkową stymulację sensoryczną, uzyskano porównywalne wartości nabyte, zbliżone do normalnych dla dobranych wiekowo zdrowych osób, gdy mierzono kontrolę postawy. Testy stymulacji sensorycznej pozwoliły na przynajmniej częściowy powrót funkcji posturalnej do 2 lat po udarze i leczeniu. Po przeprowadzeniu testów wywnioskowano, że lepszą regenerację po stymulacji sensorycznej można uzyskać, gdy pacjenci odzyskają dynamikę kontroli posturalnej zbliżoną do normalnej. Kontrola posturalna jest jednym z najważniejszych zagadnień w rehabilitacji po udarze mózgu, stąd wniosek, że stymulacja sensoryczna uzyskana w tym badaniu może zwiększyć funkcjonalną plastyczność mózgu.
Wniosek
Terapia Stymulacji Sensorycznej jest rozwijającą się techniką mającą na celu przywrócenie utraty czucia po udarze mózgu oraz przywrócenie ubytków wynikających z procesu starzenia. Nie udowodniono, że terapia stymulacji sensorycznej może faktycznie poprawić plastyczność mózgu ani funkcje poznawcze. Paradygmat plastyczności mózgu oznaczał fundamentalną zmianę w sposobie, w jaki mózg jest rozumiany i rozważany w przyszłych terapiach. SS wykorzystuje ten paradygmat i przedstawia zmysłom prostą stymulację, aby wywołać zmiany w mózgu. W tej szczególnej sytuacji fragment skóry jest stymulowany za pomocą środków elektrycznych lub fizycznych. Sygnały są wysyłane przez obwodowy układ nerwowy do kory somatosensorycznej. Sygnały te są następnie impulsem do zmian wewnątrz mózgu. Wykazano, że regulacja częstotliwości w tej technice może być wykorzystana do wywołania długotrwałego wzmocnienia lub długotrwałej depresji. W przypadku LTP wykazano, że nawet 30-letnia utrata czucia jest możliwa do odzyskania w stosunkowo krótkich okresach czasu. SS zostało połączone z systemami treningu plastyczności zależnej od użycia i wykazano, że połączenie to zapewnia lepszą regenerację. Jedną z uderzających zalet tej techniki jest to, że uczestnik nie musi zwracać uwagi na bodziec, aby odnieść korzyść z terapii. Technika ta otwiera wiele interesujących drzwi dla przyszłych terapii. Potencjalnym wyzwaniem dla tej techniki jest niewielki transfer korzyści z jednej części skóry do drugiej.
Przeprowadzono wiele badań, większość z pewnymi pozytywnymi wnioskami, jednak należy przeprowadzić dalsze badania stymulacji sensorycznej w demencji, aby udowodnić lub obalić jakiekolwiek teorie.