Pravidelné cvičenie môže dlhodobo obnoviť mozgové spojenia pri Parkinsonovej chorobe

Nová štúdia vykonaná v univerzitných nemocniciach a systéme zdravotnej starostlivosti pre záležitosti veteránov v severovýchodnom Ohiu (prostredníctvom Clevelandského centra pre funkčnú elektrickú stimuláciu (FES)) ponúka indície: Ukazuje, že dlhodobé dynamické cvičebné programy môžu mať širší regeneračný účinok na mozgové signály u pacientov s Parkinsonovou chorobou, ako sa doteraz predpokladalo.

Výskumníci použili záznamy zo zariadení na hlbokú mozgovú stimuláciu (DBS) účastníkov, aby posúdili, ako by dlhodobé cvičebné programy mohli „reaktivovať“ spojenia poškodené Parkinsonovou chorobou.

Na rozdiel od predchádzajúcich štúdií sa táto štúdia zamerala na dešifrovanie zmien v mozgu spojených s úľavou od motorických symptómov pomocou zariadení DBS druhej generácie a dlhodobého dynamického cyklického programu u pacientov s Parkinsonovou chorobou.

Podrobnosti štúdie sú publikované v časopise Clinical Neurophysiology.

Pilotnú štúdiu viedol neurológ Aasef Shaikh, MD, PhD, z UH&VA, ktorý je tiež podpredsedom pre výskum na univerzitných nemocniciach, profesorom neurológie a zástupcom lekárskeho riaditeľa Cleveland FES Center.

Hlavný autor článku, Prajakta Joshi, je doktorandom v biomedicínskom inžinierstve v laboratóriu Shaikh v univerzitných nemocniciach v Clevelande a v centre FES v lekárskom centre Louis Stokes VA v Clevelande.

„Už mnoho rokov preukazujeme, že dynamický cyklistický tréning je užitočný pri liečbe tremoru pri Parkinsonovej chorobe,“ povedal Dr. Shaikh. „Nová štúdia pridáva použitie hlbokej mozgovej stimulácie a priebežného cvičebného programu, aby si predstavila, ako môže dlhodobý tréning prepojiť nervové spojenia v mozgu.“

Ďalším jedinečným a kľúčovým prvkom štúdie, dodal Dr. Shaikh, bola spolupráca medzi týmito dvoma zdravotníckymi systémami, ktorá umožnila zapojiť širší okruh účastníkov.

Účastníci s Parkinsonovou chorobou, vrátane vojenských veteránov, boli požiadaní, aby absolvovali 12 sedení dynamického cyklistického tréningu počas štyroch týždňov. Všetkým účastníkom boli predtým implantované zariadenia na hlbokú stimuláciu mozgu na liečbu motorických symptómov, pričom sa súčasne merali mozgové signály v oblasti, kde boli umiestnené elektródy.

Ďalším dôležitým aspektom štúdie bol adaptívny cyklistický program. Táto technológia umožňuje rotopedu „naučiť sa“, ako pacient šliape do pedálov.

Napríklad počas sledovania hernej obrazovky boli cyklisti požiadaní, aby šliapali do pedálov rýchlosťou 80 otáčok za minútu a udržiavali túto rýchlosť približne 30 minút. Intenzita šliapania sa na obrazovke zobrazovala ako balón, ktorý sa musel udržiavať nad vodou, ale v rámci daných parametrov.

Prispôsobivosť stroja však účastníkov nútila hádať, koľko úsilia majú vynaložiť. Motor bicykla im pomohol dosiahnuť 80 otáčok za minútu, ale tiež zvyšoval a znižoval odpor v závislosti od ich úsilia. Vedci sa domnievajú, že tento mechanizmus „tlačenia a ťahania“ je obzvlášť užitočný pri liečbe symptómov Parkinsonovej choroby.

Doktorandka na Kent State University Lara Shigo, spoluautorka štúdie, poznamenáva, že 80 otáčok za minútu je rýchlejšie, ako by človek bežne šliapal do pedálov, ale tvrdí, že táto rýchlosť nespôsobuje únavu, pretože motor pomáha udržiavať túto rýchlosť.

Pôsobivé výsledky

Záznamy mozgových signálov boli odobraté z implantovaných DBS elektród pred a po každej relácii.

„Naším cieľom bolo pochopiť okamžité a dlhodobé účinky cvičenia v oblasti mozgu, kde boli implantované elektródy, čo je miesto, kde sa vyskytuje Parkinsonova patológia,“ povedal Dr. Shaikh.

Výskumníci nezistili žiadne okamžité zmeny v mozgových signáloch, ale po 12 sedeniach zaznamenali merateľné zmeny v signáloch zodpovedných za motorickú kontrolu a pohyb.

Joshi a tím poznamenali: „Zatiaľ čo súčasné systémy DBS poskytujú nové poznatky o mozgovej aktivite, sú obmedzené na zaznamenávanie signálov iba z oblastí, kde sú umiestnené elektródy. Ostatné oblasti mozgu, ktoré môžu tiež prispievať, zostávajú odkryté.“

Kľúčový poznatok, vysvetľuje Joshi, hovorí: „Môže ísť o širší okruh. Cvičenie môže ovplyvniť viacero vzostupných a zostupných dráh a je možné, že spôsobujeme zmenu na úrovni siete, ktorá sprostredkováva zlepšenie motorických symptómov.“

Joshi dodáva, že ďalší výskum by mohol poskytnúť viac odpovedí: „Dobrou správou je, že naše ďalšie štúdie by nás mohli priblížiť k revolučným a personalizovaným liečebným postupom pre Parkinsonovu chorobu.“