การออกกำลังกายสม่ำเสมออาจช่วยฟื้นฟูการเชื่อมต่อของสมองในโรคพาร์กินสันได้ในระยะยาว

การศึกษาวิจัยใหม่ที่ดำเนินการที่ University Hospitals and Veterans Affairs Healthcare System of Northeast Ohio (ผ่านทาง Cleveland Center for Functional Electrical Stimulation (FES)) ให้ข้อมูลดังนี้: การศึกษาวิจัยแสดงให้เห็นว่าโปรแกรมการออกกำลังกายแบบไดนามิกในระยะยาวอาจมีผลการฟื้นฟูสัญญาณสมองในผู้ป่วยโรคพาร์กินสันในวงกว้างมากกว่าที่เคยคาดไว้

นักวิจัยใช้การบันทึกจากอุปกรณ์กระตุ้นสมองส่วนลึก (DBS) ของผู้เข้าร่วม เพื่อประเมินว่าโปรแกรมการออกกำลังกายในระยะยาวสามารถ "เปิดใช้งาน" การเชื่อมต่อที่ได้รับความเสียหายจากโรคพาร์กินสันอีกครั้งได้อย่างไร

แตกต่างจากการศึกษาครั้งก่อนๆ การศึกษานี้มุ่งเน้นที่จะถอดรหัสการเปลี่ยนแปลงของสมองที่เกี่ยวข้องกับการบรรเทาอาการทางการเคลื่อนไหวโดยใช้อุปกรณ์ DBS รุ่นที่สองและโปรแกรมการปั่นจักรยานแบบไดนามิกระยะยาวในผู้ป่วยโรคพาร์กินสัน

รายละเอียดของการศึกษานี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารClinical Neurophysiology

การศึกษานำร่องนี้ได้รับการนำโดยนักประสาทวิทยา Aasef Shaikh, MD, PhD จาก UH&VA ซึ่งเป็นรองประธานฝ่ายวิจัยที่โรงพยาบาลมหาวิทยาลัย ศาสตราจารย์ด้านประสาทวิทยา และรองผู้อำนวยการฝ่ายการแพทย์ของ Cleveland FES Center

Prajakta Joshi ผู้เขียนหลักของเอกสารนี้เป็นนักศึกษาปริญญาเอกสาขาวิศวกรรมชีวการแพทย์ที่ Shaikh Lab ในโรงพยาบาลมหาวิทยาลัยคลีฟแลนด์และ FES Center ในศูนย์การแพทย์ Louis Stokes VA ในคลีฟแลนด์

“เราได้แสดงให้เห็นมาหลายปีแล้วว่าการฝึกปั่นจักรยานแบบไดนามิกมีประโยชน์ต่อการรักษาโรคสั่นในโรคพาร์กินสัน” ดร. เชค กล่าว “งานวิจัยใหม่นี้ได้เพิ่มการใช้การกระตุ้นสมองส่วนลึกและโปรแกรมการออกกำลังกายอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้เห็นภาพว่าการฝึกระยะยาวสามารถเชื่อมต่อเครือข่ายประสาทในสมองใหม่ได้อย่างไร”

ดร. เชคกล่าวเสริมว่าองค์ประกอบที่เป็นเอกลักษณ์และสำคัญอีกประการหนึ่งของการศึกษานี้คือความร่วมมือระหว่างระบบการแพทย์ทั้งสองระบบ ซึ่งทำให้สามารถคัดเลือกผู้เข้าร่วมได้มากขึ้น

ผู้เข้าร่วมที่เป็นโรคพาร์กินสัน รวมถึงทหารผ่านศึก ได้รับการขอให้เข้าร่วมการฝึกปั่นจักรยานแบบไดนามิก 12 ครั้ง เป็นเวลาสี่สัปดาห์ ผู้เข้าร่วมทุกคนเคยได้รับการฝังอุปกรณ์กระตุ้นสมองส่วนลึกเพื่อรักษาอาการทางระบบการเคลื่อนไหว ขณะเดียวกันก็มีการวัดสัญญาณสมองในบริเวณที่วางอิเล็กโทรดไปพร้อมๆ กัน

อีกประเด็นสำคัญของการศึกษานี้คือโปรแกรมปั่นจักรยานแบบปรับตัว เทคโนโลยีนี้ช่วยให้จักรยานออกกำลังกายสามารถ “เรียนรู้” ว่าผู้ป่วยปั่นจักรยานอย่างไร

ตัวอย่างเช่น ขณะดูหน้าจอเกม นักปั่นจักรยานจะถูกขอให้ปั่นด้วยความเร็ว 80 รอบต่อนาที และรักษาความเร็วนี้ไว้ประมาณ 30 นาที ความเข้มข้นของการปั่นจะแสดงบนหน้าจอเป็นลูกโป่งที่ต้องรักษาให้อยู่เหนือน้ำ แต่ให้อยู่ในเกณฑ์ที่กำหนด

แต่ความสามารถในการปรับตัวของเครื่องทำให้ผู้เข้าร่วมต้องคาดเดาว่าต้องใช้แรงมากแค่ไหน มอเตอร์ของจักรยานช่วยให้พวกเขาไปถึง 80 รอบต่อนาที แต่ก็เพิ่มและลดแรงต้านขึ้นอยู่กับแรงที่ใช้ นักวิจัยเชื่อว่ากลไก "ดันและดึง" นี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในการรักษาอาการของโรคพาร์กินสัน

ลาร่า ชิโกะ นักศึกษาปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัย Kent State ซึ่งเป็นผู้เขียนร่วมของการศึกษานี้ ระบุว่าการปั่นจักรยาน 80 รอบต่อนาทีนั้นเร็วกว่าการปั่นจักรยานปกติ แต่เธอบอกว่าอัตราดังกล่าวไม่ทำให้เกิดอาการเหนื่อยล้า เนื่องจากมอเตอร์จะช่วยรักษาความเร็วดังกล่าวไว้

ผลลัพธ์ที่น่าประทับใจ

มีการบันทึกสัญญาณสมองจากอิเล็กโทรด DBS ที่ฝังไว้ก่อนและหลังแต่ละเซสชัน

“เป้าหมายของเราคือการทำความเข้าใจผลกระทบในทันทีและในระยะยาวของการออกกำลังกายในบริเวณสมองที่ฝังอิเล็กโทรด ซึ่งเป็นบริเวณที่เกิดโรคพาร์กินสัน” ดร.เชคกล่าว

นักวิจัยไม่พบการเปลี่ยนแปลงในสัญญาณของสมองทันที แต่หลังจากการบำบัด 12 ครั้ง พวกเขาสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงที่วัดได้ในสัญญาณที่รับผิดชอบการควบคุมมอเตอร์และการเคลื่อนไหว

โจชิและทีมงานตั้งข้อสังเกตว่า “แม้ว่าระบบ DBS ในปัจจุบันจะให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับกิจกรรมของสมอง แต่ระบบเหล่านี้จำกัดอยู่เพียงการบันทึกสัญญาณจากบริเวณที่วางอิเล็กโทรดเท่านั้น ส่วนบริเวณอื่นๆ ในสมองที่อาจมีส่วนช่วยด้วยยังคงไม่ได้รับการเปิดเผย”

โจชิอธิบายว่าข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญคือ “อาจมีวงจรที่กว้างกว่านั้น การออกกำลังกายอาจส่งผลกระทบต่อเส้นทางการขึ้นและลงหลายเส้นทาง และเป็นไปได้ว่าเรากำลังก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในระดับเครือข่ายที่ทำหน้าที่ควบคุมอาการทางการเคลื่อนไหวให้ดีขึ้น”

Joshi กล่าวเสริมว่าการวิจัยเพิ่มเติมอาจให้คำตอบเพิ่มเติมได้ “ข่าวดีก็คือ การศึกษาครั้งต่อไปของเราอาจทำให้เราเข้าใกล้การรักษาโรคพาร์กินสันแบบปฏิวัติวงการและเฉพาะบุคคลมากขึ้น”