Verwendung unidirektionaler Rotationen zur Verbesserung der Vestibulären Systemasymmetrie bei Patienten mit vestibulärer Dysfunktion

Vestibuläre Dysfunktion ist eine häufige Erkrankung mit einer Prävalenz von 35% bei Erwachsenen über 40 Jahren¹. Die meisten vestibulären Störungen führen zu einer Asymmetrie zwischen den Eingängen von beiden Seiten, was zu einer Illusion der Rotation namens Schwindel führt. In Ermangelung einer normalen vestibulären Funktion können auch einfache tägliche Aktivitäten eine Herausforderung sein. Vestibuläre Dysfunktion wird oft durch den vestibulo-okulären Reflex (VOR) quantifiziert. Bei natürlichen Aktivitäten wie Gehen oder Laufen bewegt der VOR die Augen in die entgegengesetzte Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Kopfbewegung. Dieser Reflex hat eine kurze Latenz von 5 ms und wird in der horizontalen Ebene durch einen einfachen Drei-Neuron-Bogen²vermittelt. Die Informationen werden von vestibulären Rezeptoren zu den vestibulären Kernen, dann zu den abducens motorischen Neuronen. Diese Augenbewegungen führen zu einer Stabilisierung des horizontalen Blicks während der täglichen Aktivitäten. Die Symmetrie des VOR als Reaktion auf Drehungen im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn ist ein wichtiger Test der vestibulären Funktion.

Einseitige vestibuläre Dysfunktion erzeugt zentrale Kompensatotorenänderungen und zentral gesteuerte periphere Veränderungen, um defekte asymmetrische VOR und daraus resultierende vestibuläre Ungleichgewichte zu überwinden. Auch nach dauerhaften vestibulären Läsionen, wie einer einseitigen vestibulären Neurektomie, verbessern sich der Schwindel und die begleitsymptome über einen kurzen Zeitraum (Tage bis Wochen). Aufgrund dieser Fähigkeit ist das vestibuläre System ein Modell für die Untersuchung der Anpassung und Kompensation in neuronalen Bahnen. Es wurde bereits³ gezeigt, dass Veränderungen der zentralen vestibulären Bahnen durch eine unidirektionale Rotation auf der Grundlage einer Hypothese, die von einem der Autoren (N.R.) vor etwa 20 Jahren vorgeschlagen wurde, umgesetzt werden können. Andere Studien haben auch kompensatorische Veränderungen in verschiedenen Teilen des Sinnesweges gezeigt, einschließlich der vestibulären Kerne (VN)^4,5,6,7,8, Kommissaralwege zwischen dem VN auf beiden Seiten⁹, Kleinhirneingänge¹⁰und der vestibulären Peripherie¹¹. Diese kompensatorischen Veränderungen führen zu einem neuen Gleichgewicht in der Aktivität von VN-Neuronen auf beiden Seiten.

Trotz der beeindruckenden Fähigkeit des vestibulären Systems, asymmetrische Eingänge von den beiden Ohren zu kompensieren, hat die Forschung gezeigt, dass Reaktionen auf schnelle Bewegungen nie vollständig kompensiert werden^12,13. Es ist nun bekannt, dass die natürliche vestibuläre Kompensation nicht die volle Kapazität des Systems ausnutzt, und die kompensierte VOR-Reaktion kann bei Tieren verbessert werden, die an einem visuell-vestibulären Training teilgenommen haben^14,15. Es ist seit langem bekannt, dass vestibuläre Rehabilitationsübungen die Kompensation bei Patienten mit chronischen Ungleichgewichtsproblemen verbessern, indem sie die (nicht-vestibuläre) multisensorische Natur der Balancekontrolle^{16,17, 18 , 19 , 20 , 21}. Das Ziel dieser vestibulären Rehabilitationsübungen ist es, physiologische oder Verhaltensansätze zu verwenden, um die Symptome sowie die Lebensqualität und Unabhängigkeit eines Patienten zu verbessern^22,23.

Beschrieben hierin ist eine Rehabilitationsmethode, die unidirektionale Rotationen zur “schwächeren” Seite verwendet (Abbildung 1A). Die Grundidee für diese Methode stammt aus der hebbischen Plastizität, in der neuronale Verbindungen stärker werden, wenn sie stimuliert werden. Diese Methode modifiziert speziell vestibuläre Eingaben, anstatt die multisensorische Integration zu verbessern, was die Grundlage für andere vestibuläre Rehabilitationsübungen ist. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass unidirektionale Rotationen die VOR-Asymmetrie in 1-2 Sitzungen bei Patienten mit einseitiger vestibulärer Dysfunktion verringern³. Dieser Effekt war hauptsächlich auf eine Zunahme der Aktivität der Seite mit einer geringeren Reaktion (LR) sowie eine leichte Abnahme der Aktivität der Seite mit einer höheren Reaktion (HR) zurückzuführen. Diese Veränderung wird höchstwahrscheinlich durch Änderungen in den zentralen Bahnen vermittelt (z. B. Verstärkung von affetierenden Pfaden, wie VN-Verbindungen oder Veränderungen der Kommissarureneingänge). In der Tat kann diese Technik als überwachte Methode zur vestibulären Rehabilitation bei Personen mit langjähriger vestibulärer Asymmetrie eingesetzt werden.