Olahraga teratur dapat memulihkan koneksi otak pada penderita Parkinson dalam jangka panjang

Sebuah studi baru yang dilakukan di Rumah Sakit Universitas dan Sistem Layanan Kesehatan Urusan Veteran di Timur Laut Ohio (melalui Pusat Stimulasi Listrik Fungsional (FES) Cleveland) menawarkan petunjuk: Studi ini menunjukkan bahwa program latihan dinamis jangka panjang mungkin memiliki efek pemulihan yang lebih luas pada sinyal otak pada pasien penyakit Parkinson daripada yang diperkirakan sebelumnya.

Para peneliti menggunakan rekaman dari perangkat stimulasi otak dalam (DBS) peserta untuk menilai bagaimana program latihan jangka panjang dapat "mengaktifkan kembali" koneksi yang rusak akibat penyakit Parkinson.

Berbeda dengan penelitian sebelumnya, penelitian ini bertujuan menguraikan perubahan otak yang terkait dengan penyembuhan gejala motorik menggunakan perangkat DBS generasi kedua dan program siklus dinamis jangka panjang pada pasien dengan penyakit Parkinson.

Rincian penelitian ini dipublikasikan dalam jurnal Clinical Neurophysiology.

Studi percontohan dipimpin oleh ahli saraf Aasef Shaikh, MD, PhD, dari UH&VA, yang juga merupakan wakil ketua penelitian di Rumah Sakit Universitas, profesor neurologi, dan direktur medis asosiasi di Cleveland FES Center.

Penulis utama makalah ini, Prajakta Joshi, adalah kandidat PhD di bidang teknik biomedis di Shaikh Lab di Rumah Sakit Universitas Cleveland dan Pusat FES di Louis Stokes VA Medical Center di Cleveland.

"Kami telah menunjukkan selama bertahun-tahun bahwa latihan bersepeda dinamis bermanfaat untuk mengobati tremor pada penyakit Parkinson," kata Dr. Shaikh. "Studi baru ini menambahkan penggunaan stimulasi otak dalam dan program latihan berkelanjutan untuk memvisualisasikan bagaimana latihan jangka panjang dapat mengatur ulang koneksi saraf di otak."

Elemen unik dan penting lainnya dari penelitian ini, imbuh Dr. Shaikh, adalah kolaborasi antara kedua sistem medis, yang memungkinkan perekrutan kelompok peserta yang lebih luas.

Peserta dengan penyakit Parkinson, termasuk veteran militer, diminta untuk menyelesaikan 12 sesi latihan bersepeda dinamis selama empat minggu. Semua peserta sebelumnya telah menerima perangkat stimulasi otak dalam yang ditanamkan untuk mengobati gejala motorik, sementara sinyal otak di area tempat elektroda dipasang diukur secara bersamaan.

Aspek penting lainnya dari penelitian ini adalah program bersepeda adaptif. Teknologi ini memungkinkan sepeda statis untuk "mempelajari" cara pasien mengayuh.

Misalnya, saat menonton layar pertandingan, pesepeda diminta mengayuh pada kecepatan 80 rpm dan mempertahankan kecepatan tersebut selama sekitar 30 menit. Intensitas kayuhan ditampilkan di layar sebagai balon yang harus tetap berada di atas air tetapi dalam parameter yang diberikan.

Namun, kemampuan adaptasi mesin membuat peserta bertanya-tanya berapa banyak tenaga yang harus dikeluarkan. Motor sepeda membantu mereka mencapai 80 rpm, tetapi juga meningkatkan dan menurunkan resistansi tergantung pada tenaga yang dikeluarkan. Para peneliti yakin mekanisme "dorong dan tarik" ini sangat berguna dalam mengobati gejala Parkinson.

Kandidat PhD Universitas Negeri Kent, Lara Shigo, salah satu penulis studi tersebut, mencatat bahwa 80 rpm lebih cepat daripada kecepatan kayuhan seseorang dalam keadaan normal, tetapi ia mengatakan kecepatan tersebut tidak menyebabkan kelelahan karena motor membantu mempertahankan kecepatan tersebut.

Hasil yang mengesankan

Rekaman sinyal otak diambil dari elektroda DBS yang ditanamkan sebelum dan sesudah setiap sesi.

"Tujuan kami adalah untuk memahami efek langsung dan jangka panjang dari olahraga di area otak tempat elektroda ditanamkan, yang merupakan tempat patologi Parkinson terjadi," kata Dr. Shaikh.

Para peneliti tidak menemukan perubahan langsung pada sinyal otak, tetapi setelah 12 sesi mereka mencatat perubahan terukur pada sinyal yang bertanggung jawab atas kontrol motorik dan pergerakan.

Joshi dan tim mencatat: "Meskipun sistem DBS saat ini memberikan wawasan baru tentang aktivitas otak, sistem tersebut terbatas hanya untuk merekam sinyal dari area tempat elektroda dipasang. Area otak lain yang mungkin juga berkontribusi masih belum tercakup."

Wawasan kuncinya, jelas Joshi: "Mungkin ada sirkuit yang lebih luas yang terlibat. Beberapa jalur naik dan turun mungkin terpengaruh oleh olahraga, dan mungkin saja kita menyebabkan perubahan pada tingkat jaringan yang memediasi perbaikan gejala motorik."

Joshi menambahkan bahwa penelitian tambahan dapat memberikan lebih banyak jawaban: “Kabar baiknya adalah penelitian kami berikutnya dapat membawa kita lebih dekat pada pengobatan yang revolusioner dan personal untuk penyakit Parkinson.”