Regelmessig trening kan gjenopprette hjerneforbindelser ved Parkinsons sykdom på lang sikt

En ny studie utført ved University Hospitals and Veterans Affairs Healthcare System of Northeast Ohio (gjennom Cleveland Center for Functional Electrical Stimulation (FES)) gir ledetråder: Den viser at langsiktige dynamiske treningsprogrammer kan ha en bredere gjenopprettende effekt på hjernesignaler hos pasienter med Parkinsons sykdom enn tidligere antatt.

Forskerne brukte opptak fra deltakernes dyp hjernestimuleringsenheter (DBS) for å vurdere hvordan langsiktige treningsprogrammer kunne «reaktivere» forbindelser skadet av Parkinsons sykdom.

I motsetning til tidligere studier, hadde denne studien som mål å tyde hjerneforandringene assosiert med lindring av motoriske symptom ved bruk av andre generasjons DBS-enheter og et langsiktig dynamisk sykkelprogram hos pasienter med Parkinsons sykdom.

Detaljer om studien er publisert i tidsskriftet Clinical Neurophysiology.

Pilotstudien ble ledet av nevrolog Aasef Shaikh, MD, PhD, ved UH&VA, som også er nestleder for forskning ved universitetssykehusene, professor i nevrologi og assisterende medisinsk direktør ved Cleveland FES Center.

Hovedforfatteren av artikkelen, Prajakta Joshi, er doktorgradskandidat i biomedisinsk ingeniørfag ved Shaikh Lab ved University Hospitals Cleveland og FES Center ved Louis Stokes VA Medical Center i Cleveland.

«Vi har i mange år vist at dynamisk sykkeltrening er nyttig for behandling av tremor ved Parkinsons sykdom», sa Dr. Shaikh. «Den nye studien legger til bruk av dyp hjernestimulering og et kontinuerlig treningsprogram for å visualisere hvordan langvarig trening kan omstrukturere nevrale forbindelser i hjernen.»

Et annet unikt og sentralt element i studien, la dr. Shaikh til, var samarbeidet mellom de to medisinske systemene, som gjorde det mulig å rekruttere et bredere utvalg av deltakere.

Deltakere med Parkinsons sykdom, inkludert militærveteraner, ble bedt om å gjennomføre 12 økter med dynamisk sykkeltrening over fire uker. Alle deltakerne hadde tidligere fått implanterte dyp hjernestimuleringsenheter for å behandle motoriske symptomer, mens hjernesignaler i området der elektrodene var plassert ble målt samtidig.

Et annet viktig aspekt ved studien var det adaptive sykkelprogrammet. Denne teknologien lar ergometersykkelen «lære» hvordan pasienten tråkker.

For eksempel, mens de så på en kampskjerm, ble syklister bedt om å tråkke på 80 o/min og opprettholde den hastigheten i omtrent 30 minutter. Tråkkeintensiteten ble vist på skjermen som en ballong som måtte holdes over vann, men innenfor de gitte parameterne.

Men maskinens tilpasningsevne gjorde at deltakerne gjettet på hvor mye innsats de skulle legge ned. Sykkelens motor hjalp dem med å nå 80 o/min, men økte og reduserte også motstanden avhengig av innsatsen. Forskerne mener at denne «skyv-og-dra»-mekanismen er spesielt nyttig i behandling av Parkinsons symptomer.

PhD-kandidat Lara Shigo ved Kent State University, medforfatter av studien, bemerker at 80 o/min er raskere enn en person normalt ville tråkket, men hun sier at hastigheten ikke forårsaker tretthet fordi motoren bidrar til å opprettholde den hastigheten.

Imponerende resultater

Hjernesignalopptak ble tatt fra implanterte DBS-elektroder før og etter hver økt.

«Målet vårt var å forstå de umiddelbare og langsiktige effektene av trening i det området av hjernen der elektrodene ble implantert, som er der Parkinsons patologi oppstår», sa Dr. Shaikh.

Forskerne fant ingen umiddelbare endringer i hjernesignaler, men etter 12 økter noterte de målbare endringer i signaler som var ansvarlige for motorisk kontroll og bevegelse.

Joshi og teamet hans bemerket: «Selv om nåværende DBS-systemer gir ny innsikt i hjerneaktivitet, er de begrenset til å registrere signaler kun fra områdene der elektrodene er plassert. Andre hjerneområder som også kan bidra, forblir udekket.»

Den viktigste innsikten, forklarer Joshi: «Det kan være en bredere krets involvert. Flere stigende og synkende baner kan påvirkes av trening, og det er mulig at vi forårsaker en endring på nettverksnivå som medierer forbedring av motoriske symptomer.»

Joshi legger til at ytterligere forskning kan gi flere svar: «Den gode nyheten er at våre neste studier kan bringe oss nærmere revolusjonerende og personlige behandlinger for Parkinsons sykdom.»