Elektrostymulacja rdzenia kręgowego u dzieci z Mózgowym Porażeniem Dziecięcym

Transcutaneous Spinal Neuromodulation lub inaczej odżywianie rdzenia kręgowego to terapia oparta na wykorzystaniu elektrostymulatora generującego prąd zmienny, w której to elektrody umieszczone są w okolicy rdzenia kręgowego. Jego zadaniem jest poprawa przepływu impulsów nerwowych pomiędzy rdzeniem, a drogami nad rdzeniowymi wspomagając funkcje motoryczne u dzieci.

Zacznijmy od początku…

Ogólnie przyjmuje się, że pierwotna patologia układu nerwowego prowadząca do porażenia mózgowego zlokalizowana jest w obrębie różnych kombinacji sieci nadrdzeniowych (mózg) i pomiędzy różnymi kombinacjami tych sieci, a patologie te mogą mieć różną etiologię. Jednakże w większości przypadków wydaje się, że te patologie nadrdzeniowe z konieczności będą się objawiać dysfunkcjami za pośrednictwem kręgosłupa, wpływającymi na wiele peryferyjnych układów czuciowo-motorycznych, w tym orientację w linii środkowej, równowagę, postawę (w tym kontrolę tułowia i głowy) oraz lokomocję.

Dzieci z MPD często uczą się nieprawidłowego ustawienia tułowia i głowy w wyniku dysfunkcjonalnego bodźca z sieci nadrdzeniowych do w większości prawidłowych sieci kręgosłupa, które mogą być napędzane przez układ proprioceptywny.

Dlaczego więc warto zastosować elektrostymulację rdzenia kręgowego u dzieci?

Istnieje hipoteza, iż przezskórnej neuromodulacji kręgosłupa może ułatwić funkcje lokomotoryczne osób z MPD poprzez reorganizację sieci neuronowych rdzenia kręgowego do stanów funkcjonalnych, które umożliwiają interneuronom kręgosłupa przekładanie zespołów propriocepcji na czasowe wzorce aktywności, które generują wysoce skoordynowane ruchy.

Nieprawidłowe informacje z mózgu wysyłają zakłócające oraz nieskoordynowane sygnały do sieci kręgosłupa, co z kolei generuje słabo skoordynowane ruchy. Tą nieprawidłową pętlę nadrdzeniowych można funkcjonalnie zminimalizować, głównie poprzez propriocepcję wysyłającą normalne sygnały do sieci kręgosłupa, umożliwiając automatyzację i wyprzedzanie rdzenia kręgowego, co przekłada bodźce czuciowe na bardziej normalne działanie motoryczne.

Ponieważ do dostosowania się do środowiska grawitacyjnego potrzebny jest odpowiedni poziom i łączność pomiędzy mózgiem, a rdzeniem kręgowym dysfunkcyjna w MPD powoduje, że pacjent uczy się nieprawidłowego chodu i postawy, aby dostosować się do
grawitacji.

Neuromodulacja kręgosłupa zmienia stany fizjologiczne i połączenia funkcjonalne mózgu i sieci kręgosłupa. W przypadku powtarzalnych zabiegów więcej normalnych sygnałów jest przesyłanych ponadrdzeniowo do ośrodków kontroli ruchu w mózgu, co dodatkowo przywraca funkcje sensomotoryczne.

Czy już kiedyś stosowano elektrostymulacje rdzenia kręgowego u dzieci?

Elektrostymulacja ta nie jest nowością gdyż skutecznie została wykorzystywana w leczeniu po urazie rdzenia kręgowego. Może wspomóc przywrócenie sprawności kończyny dolnej, kończyny górne, tułowia, oddychania i kaszlu oraz funkcji pęcherza po leczeniu uraz rdzenia kręgowego (SCI).

Czy ten prąd jest bezpieczny?

Dawki stosowane w elektrostymulacji są bardzo niskie oraz dobierane są na podstawie wcześniejszych badań u osób z uszkodzeniem rdzenia kręgowego.

Bardzo ważną kwestią jest stosowanie neuromodulacji poniżej progu motorycznego, w miarę możliwości, aby umożliwić pacjentowi wykonywanie szerokiego zakresu ruchów, z wyboru, a nie zdefiniowanych ruchów indukowanych elektrycznie przez użyte urządzenie. Właśnie między innymi tym rozróżniamy elektrostymulację rdzenia kręgowego od funkcjonalnej elektrostymulacji (FES), w której to wykorzystujemy takie natężenie prądu aby wywołać widoczny oraz silny skurcz mięśnia.

Brzmi skomplikowanie?

Choć może wydawać się to bardzo zagmatwane oraz wyrwane trochę z kontekstu, w elektrostymulacji istnieje duży potencjał do pobudzenia plastyczności mózgu małych pacjentów. Obecne badania dają, dużą dawkę nadzieji na dalsze eksplorowanie tego temat oraz zwiększania jej skuteczności.

Bardzo często w badaniach pada słowo propriorecepcja (czucie swojego ciała), jako środek do lepszego rozwoju mózgu. W badaniach zwraca się uwagę, iż w trakcie budowania nowych połączeń synaptycznym mózgu jest nie zbędna odpowiednia ilość stymulacji oraz przede wszystkich odpowiednia jakość ruchu. Ruch powinien być budowany w odpowiedniej symetrii oraz osi ruchu, aby wytworzyć prawidłowe wzorce ruchowe.

 

Piśmiennictwo:

Gad P, Hastings S, Zhong H, Seth G, Kandhari S, Edgerton VR. Transcutaneous Spinal Neuromodulation Reorganizes Neural Networks in Patients with Cerebral Palsy. Neurotherapeutics. 2021 Jul;18(3):1953-1962. doi: 10.1007/s13311-021-01087-6. Epub 2021 Jul 9. PMID: 34244928; PMCID: PMC8608961.

Cappellini G, Sylos-Labini F, MacLellan MJ, Assenza C, Libernini L, Morelli D, Lacquaniti F, Ivanenko Y. Locomotor patterns during obstacle avoidance in children with cerebral palsy. J Neurophysiol. 2020 Aug 1;124(2):574-590

Dewar R, Love S, Johnston LM. Exercise interventions improve postural control in children with cerebral palsy: a systematic review. Dev Med Child Neurol. 2015 Jun;57(6):504-20