Estimulação Cerebral e Reabilitação da Marcha
Explorando como a TMS pode melhorar a caminhada para pacientes com lesão na medula espinhal.
Heloise Bourgeois, R. Guay-Hottin, E. M. Meftah, M. Martinez, M. Bonizzato, D. Barthelemy
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Índice
Caminhar é um processo complexo que nosso corpo controla principalmente pela medula espinhal, permitindo que a gente se mova sem nem pensar. Mas vários sinais do nosso corpo e cérebro ajudam a ajustar e melhorar nossa caminhada. Estudos recentes mostraram que usando uma técnica chamada estimulação magnética transcraniana (TMS), a gente pode conseguir melhorar as habilidades de caminhada em pessoas com Lesões na Medula Espinhal.
O que é TMS?
TMS é um método não invasivo que usa campos magnéticos pra influenciar partes específicas do cérebro. Essa técnica pode ajudar a entender como o cérebro controla os movimentos e pode auxiliar na Reabilitação de pessoas com dificuldades de movimento. Ao aplicar TMS nas áreas motoras do cérebro, os pesquisadores notaram melhorias nas habilidades de caminhada entre pacientes com lesões na medula.
O objetivo do estudo
Esse estudo queria investigar como a estimulação da parte do cérebro que controla o movimento das pernas afeta a forma como as pessoas caminham. Queríamos ver se os resultados que apareceram em estudos com animais também poderiam ser vistos em humanos. Especificamente, analisamos como estimular o cérebro durante a fase de balanço da caminhada-quando o pé tá fora do chão-poderia aumentar a altura da perna durante esse movimento.
Testando as hipóteses
O estudo foi desenhado pra testar duas ideias principais. A primeira era que estimular a área motora do cérebro responsável pelo movimento das pernas aumentaria a altura das pernas durante a fase de balanço da caminhada. A segunda era que o tempo da estimulação durante o balanço poderia mudar a eficácia dela.
Desenho experimental
Os Participantes foram testados primeiro sentados pra encontrar o melhor lugar e a intensidade certa pra TMS. Depois de definir isso, eles caminharam numa esteira em uma velocidade mais lenta, imitando a caminhada devagar que geralmente se vê em quem tem lesões na medula. A estimulação foi aplicada em momentos diferentes durante a fase de balanço da caminhada, com base em quando o pé começava a levantar do chão.
Oito adultos saudáveis participaram do estudo, garantindo que não tinham histórico de convulsões ou cirurgias que pudessem afetar os resultados. O consentimento informado foi obtido de todos antes de começar o estudo.
Monitorando o movimento
Pra acompanhar os movimentos dos participantes enquanto caminhavam, foram usados instrumentos pra medir a atividade muscular e rastrear os movimentos do corpo. Sensores foram colocados nas pernas e pés pra monitorar a força que eles faziam contra o chão e quando diferentes fases da caminhada ocorreram. Um sistema de análise de movimento capturou os movimentos dos participantes em detalhe.
Preparando o TMS
TMS foi aplicada com um dispositivo especial que gera campos magnéticos; a bobina que produz a estimulação magnética foi fixada a um capacete usado pelos participantes. O capacete foi desenhado pra permitir fácil movimento e reduzir qualquer desconforto enquanto a estimulação era aplicada. A bobina foi ajustada pra garantir que estimulasse a área correta do cérebro durante toda a sessão de caminhada.
Realizando os testes de caminhada
Durante as sessões de caminhada na esteira, o TMS foi fornecido em diferentes momentos após o pé levantar do chão. Os pesquisadores examinaram como esses diferentes momentos afetaram a altura e o movimento das pernas durante a caminhada.
Resultados da estimulação TMS
O estudo descobriu que quando o TMS foi aplicado cedo durante a fase de balanço, houve um aumento perceptível na altura que o dedo do pé levantou do chão. Isso foi especialmente verdadeiro nas duas primeiras janelas de tempo onde a estimulação foi feita. No entanto, aplicar TMS mais tarde na fase de balanço não mostrou o mesmo nível de melhoria.
Os resultados também indicaram que os movimentos de outras articulações, como o joelho e o quadrilátero, foram afetados quando a TMS foi aplicada durante a fase de balanço. Houve um aumento na altura do joelho quando TMS foi entregue mais cedo, e os ângulos das articulações também melhoraram durante a fase de balanço da caminhada.
Observações principais
Analisando as respostas musculares, foi encontrado que a estimulação afetou não apenas os músculos do tornozelo visados, mas também os músculos do joelho e do quadrilátero. Isso mostra que estimular o cérebro pode levar a movimentos mais amplos na perna.
As mudanças de movimento foram consistentes entre todos os participantes, indicando que a estimulação precoce poderia ter um efeito confiável nos padrões de caminhada. No entanto, havia algumas diferenças em quanto cada pessoa foi afetada, sugerindo que fatores individuais podem influenciar a resposta ao TMS.
Implicações para reabilitação
Os resultados desse estudo sugerem que a TMS poderia ser uma ferramenta valiosa pra reabilitação, especialmente pra pessoas com lesões na medula espinhal. Aplicando TMS durante fases específicas da caminhada, pode ser possível melhorar a forma como pessoas com essas lesões andam. Isso pode levar a estratégias de reabilitação melhoradas que ajudam a aumentar a mobilidade e a qualidade de vida geral.
Embora o estudo mostre promessas, o equipamento usado pra TMS durante a caminhada era um pouco incômodo. Futuras melhorias são necessárias pra tornar a aplicação mais fácil em ambientes clínicos. Também é preciso explorar mais quais músculos específicos da perna são melhor alvos de tratamento.
Conclusão
Esse estudo demonstra que TMS pode influenciar o movimento das pernas durante a caminhada, especialmente aumentando a altura do dedo do pé durante a fase de balanço. As descobertas sugerem que estimular o cérebro durante a caminhada pode melhorar o movimento, o que pode ser crucial pra esforços de reabilitação em pessoas com dificuldades de andar. Mais pesquisas poderiam levar a técnicas mais refinadas e oferecer maiores insights sobre como podemos apoiar melhor pessoas com deficiências de movimento por meio de estimulação cerebral direcionada.
Estudos continuados também ajudarão a esclarecer as maneiras mais eficazes de aplicar TMS e identificar outros músculos que poderiam estar envolvidos na recuperação das habilidades de caminhada. Com os avanços nessa área, há esperança por terapias melhores que possam apoiar melhor indivíduos enfrentando desafios na caminhada e na mobilidade.
Título: Modulation of leg trajectory by transcranial magnetic stimulation during walking
Resumo: The primary motor cortex is involved in initiation and adaptive control of locomotion. However, the role of the motor cortex in controlling gait trajectories remains unclear. In animals, cortical neuromodulation allows for precise control of step height. We hypothesized that a similar control framework applies to humans, whereby cortical stimulation would primarily increase foot elevation. Transcranial magnetic stimulation (TMS) was applied over the motor cortex to assess the involvement of the corticospinal tract over the limb trajectory during human walking. Eight healthy adults (aged 20-32 years) participated in treadmill walking at 1.5 km/h. TMS was applied over the left motor cortex at an intensity of 120% of the threshold to elicit a dorsiflexion of the right ankle during the swing phase of gait. Electromyographic (EMG) measurements and three-dimensional (3D) lower limb kinematics were collected. When delivered during the early swing phase, TMS led to a significant increase in the maximum height of the right toe by a mean of 40.7% {+/-} 14.9% (25.6mm {+/-} 9.4 mm, p = 0.0352) and knee height by 57.8%{+/-} 16.8%; (32mm {+/-} 9.3 mm; p = 0.008) across participants. These findings indicate that TMS can influence limb trajectory during walking, highlighting its potential as a tool for studying cortical control of locomotion.
Autores: Heloise Bourgeois, R. Guay-Hottin, E. M. Meftah, M. Martinez, M. Bonizzato, D. Barthelemy
Última atualização: 2024-10-23 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.23.619051
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.23.619051.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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