Funkcionális Kapcsolódó Plaszticitás

Neurális plaszticitás egy széles körben használt definíció cím a kapacitás a neurális rendszer módosítja a szerkezete, funkciója a választ, hogy a különböző ingerek a változások a külső világ, kéréseket, valamint a módosítások a CNS mikrokörnyezet vagy a funkcionalitás (Macchi, valamint Molinari, 1989). A felnőtt központi idegrendszer szerkezetének megváltoztatására vonatkozó szórványos indikációk nagyon korán találhatók az idegtudomány történetének kezdetén (de Felipe and Jones, 1991). Mindazonáltal csak az 1970-es években alakult ki konszenzus arról az elképzelésről, hogy a strukturális, valamint a funkcionális agyi szervezet nem rögzül a fejlődés befejezése után, amint azt Cajal a század elején kijelentette (Jones, 2004). Napjainkban jól megalapozott, hogy az agyi kapcsolat folyamatosan alkalmazkodik, amelyet nagymértékben kölcsönhatásban álló funkcionális, valamint strukturális változások vezérelnek (Jones, 2004; Hétfő és Castillo, 2017). A stroke rehabilitáció szempontjából különösen érdekes a funkcionális vagy aktivitással kapcsolatos plaszticitás fogalma (Cesa and Strata, 2007; Svensson et al., 2014). Különösen az agyműködés minden tapasztalatfüggő kiigazítása a szinaptikus műanyag változásokon alapul. Ezek a változások befolyásolhatják a mikroáramkörök szervezését, valamint a hosszú távú kapcsolatokat, amelyek magukban foglalják mind a preszinaptikus, mind a posztszinaptikus tevékenységeket (hétfő és Castillo, 2017). A stroke után az aktivitásváltozások kölcsönhatásba lépnek a léziók által előidézettekkel, valószínűleg egy nagyon érzékeny környezetben, ami befolyásolja a megkímélett területek és utak jelentős átszervezését. Összességében ez az átszervezés gyakran társul korlátozott, spontán helyreállítása funkció, és a rehabilitációs tevékenységek célja, hogy támogassa adaptív és ellensúlyozni maladaptív újravezetés áramkörök (Alia et al., 2017).

a stroke által okozott leggyakoribb és széles körben elismert károsodás a motoros károsodás, amely az izomszabályozás vagy mozgás funkciójának elvesztésének vagy korlátozásának, vagy a mobilitás korlátozásának tekinthető (Wade, 1992). A stroke utáni motoros károsodás általában befolyásolja a test egyik oldalának karjának és lábának mozgását (Warlow et al., 2008) és a betegek mintegy 80% – át érinti. Ezért a stroke-rehabilitáció, és különösen a gyógytornászok munkájának nagy része a károsodott mozgás helyreállítására és a kapcsolódó funkciókra összpontosít.

a stroke utáni motorvisszanyerés összetett és zavaró. Számos beavatkozást fejlesztettek ki a motor helyreállításának (és a kapcsolódó funkcióknak) elősegítésére, és számos randomizált, kontrollált vizsgálatot és szisztematikus felülvizsgálatot végeztek (Sandercock et al., 2009), bár a legtöbb kísérlet kicsi volt, és voltak tervezési korlátai. A kényszer-indukált mozgásterápia (CIMT) például ígéretes beavatkozásként jelent meg a szubakut és krónikus stroke-ban (Kitago et al., 2012). A CIMT-ben a nem érintett kar az ébrenléti órák többségében visszafogott, míg az érintett kar feladat-alapú gyakorlaton megy keresztül. A CIMT-vel megfigyelt funkcionális javulás alapjául szolgáló mechanizmusok sem idegi, sem viselkedési szinten nem ismertek jól. Úgy tűnik, hogy a krónikus stroke-ban szenvedő betegeknél a CIMT után az érintett kar funkcionális javulását kompenzációs stratégiák közvetítik, nem pedig a károsodás csökkenése vagy a normálisabb motorvezérlés visszatérése.

számos stratégiát és eszközt fejlesztettek ki a motor helyreállításának elősegítésére azáltal, hogy kihasználják az agy azon képességét, hogy sérülés után átszervezze neurális hálózatát.

közvetlen bizonyíték arra, hogy az agykéreg szomszédos régiói a sérülés után váltakozó módon működhetnek, a 20.század közepén végzett vizsgálatokra vezethető vissza (Glees and Cole 1949). A majmokat fókusz sérülésnek vetették alá a hüvelykujj ábrázolásán. Amikor az agyakat a viselkedésvisszanyerés után újra cserélték, a hüvelykujj területe újra megjelent a szomszédos kortikális területen. A Nudo et al azonban némileg eltérő eredményeket észlelt. az 1990-es években. a mókusmajmoknál a disztális mellső végtag (DFL) egy részében kis, részösszegű elváltozásokat végeztek, és az állatok több hétig spontán (azaz rehabilitációs képzés nélkül) regenerálódhattak. A korábbi megállapításokkal ellentétben a fennmaradó DFL mérete csökkent, így a kiterjesztett proximális ábrázolások (Nudo and Milliken, 1996). A károsodott végtagú rehabilitációs képzésen átesett állatoknál azonban a DFL megmaradt vagy kibővült (Nudo and Milliken, 1996).

továbbá a testmozgás jellemzőinek fontosságát a jótékony vagy káros hatások meghatározásában a dystonia (Guehl et al., 2009). Kísérleti gyakorlat jellemzi gyors visszavonását agonista–antagonista izmok alapján sztereotip mozgások stresszes vége-tartomány indítványt, hogy rábírja a cutan stimuláció-szerte széles felületek kimutatták, hogy rábírja a dystonia állati modellek (Fel, et al., 1996). A kísérleti adatok mellett jól ismert klinikai tény, hogy a szinte egybeeső bemenetekkel és kimenetekkel járó pontos ismétlődő viselkedés azok, amelyek a leginkább hajlamosak a feladatspecifikus dystonia kialakulására (Breakefield et al., 2008; Torres-Russotto és Perlmutter, 2008). Érdekes módon a dystoniát fenntartó mechanizmus ismerete lehetőséget adott egy olyan speciális hatékony kezelés kidolgozására is, amely a bemenetek és kimenetek általános megzavarásán, valamint a szigorúan előírt szinergiákon alapul. Így egy szenzoros motor-visszatérő terápiát teszteltek fokális feladat-specifikus dystonia esetén. A gyakorlat egy számjegyű mozgásokon alapul, amelyek a többi számjegy immobilizálásával, a disztonikus számjegyek kiterjedt gyakorlatával, valamint más számjegyekkel (Candia et al., 2002). Ezek a gyakorlatok olyan motoros változásokat idéznek elő, amelyek agykérgi és hálózati szinten neurofiziológiai változásokhoz kapcsolódnak (Tinazzi et al., 2003; Coynel et al., 2009).

a Dystonia tehát jó példa arra, hogy a testmozgás hogyan vezetheti az agyi áramkörök átszervezését. Mint a dystonia esetében, hangsúlyozni kell, hogy ennek a műanyag átalakításnak a jobb megértése elengedhetetlen a stroke-rehabilitáció hatékonyabb stratégiáinak kidolgozásához, elkerülve a lehetséges maladaptív válaszokat. Ez meglehetősen kritikus szempont; valójában általában úgy gondolják, hogy a nagy lehetséges erősségeknél rögzített ismétlődő motorminták a hatékony feladatorientált gyakorlat céljai. Továbbá széles körben beszámoltak arról, hogy a gyakorlat nagyobb intenzitása általában a kezelés típusához nem kapcsolódó jobb funkcionális eredményekhez kapcsolódik. Másrészt a rehabilitációs klinikai vizsgálatok bizonyítékai megerősítik azt az elképzelést, hogy a kezelést személyre kell szabni, figyelembe véve az egyes betegek problémáit és preferenciáit (Rodgers and Price, 2017).

a személyre szabott rehabilitációs megközelítések keresése során még mindig hiányoznak a beavatkozások irányításának jelzései,a pragmatizmus dominál.

néhány irányadó fény származhat a kapcsolat utáni átszervezés jobb megértéséből (Dijkhuizen et al., 2014). A számítógépes idegtudomány és az agyi képalkotó technikák fejlődése jelentős szerepet játszott az in vivo kapcsolódási változások lehetséges felügyeletében (Bullmore and Sporns, 2009; Stam, 2014). Különösen a gráfelméletből származó megközelítések alkalmazása igen hatékony a stroke utáni szervezeti és rendszerszintű változások bizonyításában. A megfigyelt kapcsolódási változások közé tartozik (i) a megváltozott interhemiszferikus kapcsolat, (ii) a szegregált és integrált információk hatékony feldolgozásától való kritikus eltérés (amelyet az úgynevezett optimális “kisvilági” topológia támogat), és (iii) az ipsilesional és contralesional félgömbök rendellenes régióközpontúsága (de Vico Fallani et al., 2013; Rehme és Grefkes, 2013). Így az agyi interakciók topológiáját mind helyi, mind globális szinten befolyásolja a stroke. Ezenkívül a modern jelfeldolgozási technikák különböző indexeket biztosítanak, amelyek érvényessége a különböző területek közötti funkcionális összekapcsolás mutatójaként jelenleg az emberek és az állati stroke modellek tesztelésének szakaszában van (Alia et al., 2017). A stroke utáni kapcsolódási változások gyakran társulnak a helyreállításhoz (Wu et al., 2015); mindazonáltal, hogy poststroke hálózati változások lehet maladaptive is figyelembe kell venni (Taub et al., 2002). Figyelembe véve a hálózati változások változékonyságát, a funkcionális plaszticitás fontosságát a kapcsolat befolyásolásában, valamint az agyszervezés és a funkcionális helyreállítás közötti szoros kapcsolatot, kritikus fontosságú a kapcsolódási változások nyomon követésére alkalmas indexek szükségessége. Ilyen mutatók segít a pontozás szinaptikus átszervezés, valamint a plaszticitás a rendszer szintű kapcsolatban stroke utáni felépülés segít kibogozni maladaptív vs adaptív mechanizmusok, valamint hatékonyabb vs kevésbé hatékony terápiák (Saleh et al., 2017).