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Effect of multichannel transcranial direct current stimulation to reduce hypertonia in individuals with prolonged disorders of consciousness: a randomized controlled pilot study - 06/07/19

Doi : 10.1016/j.rehab.2019.05.009 
Aurore Thibaut, PhD 1, 2, , Andrea Piarulli, PhD 1, 3, Géraldine Martens, MSc 1, Camille Chatelle, PhD 1, 2, 4, #, Steven Laureys, MD PhD 1, 2, #
1 Coma Science Group, University Hospital of Liège, Liège, Belgium 
2 GIGA-Consciousness, University of Liège, Liège, Belgium 
3 Department of Surgical, Medical and Molecular Pathology and Critical Care, University of Pisa, Italy 
4 Laboratory for NeuroImaging of Coma and Consciousness, Department of Neurology, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, USA 

Corresponding author: Coma Science Group, GIGA-Consciousness, Allée de l’hoptial, 1, B34, 4000, Liège, BelgiumComa Science Group, GIGA-ConsciousnessAllée de l’hoptial, 1, B34Liège4000Belgium
Sous presse. Manuscrit accepté. Disponible en ligne depuis le samedi 06 juillet 2019

ClinicalTrials.gov registration: NCT03797573

Highlights

More than two thirds of individuals with disorders of consciousness (DOC) present spastic muscle overactivity (SMO).
Management of SMO in DOC patients is a challenge.
Transcranial direct-current stimulation (tDCS) of the primary motor cortex (M1) has reduced SMO in individuals with stroke.
M1 tDCS in a small sample of individuals with DOC showed promise to reduce SMO.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Abstract

Background. Spasticity management in severely brain-injured patients with disorders of consciousness (DOC) is a major challenge because it leads to complications and severe pain that can seriously affect quality of life.

Objectives. We aimed to determine the feasibility of using transcranial direct current stimulations (tDCS) to reduce spasticity in chronic patients with DOC.

Methods. We enrolled 14 patients in this double-blind, sham-controlled randomized crossover pilot study. Two cathodes were placed over the left and right primary motor cortex and 2 anodes over the left and right prefrontal cortex. Hypertonia of the upper limbs and level of consciousness were assessed by the Modified Ashworth Scale (MAS) and the Coma Recovery Scale-Revised (CRS-R). Resting state electroencephalography was also performed.

Results. At the group level, spasticity was reduced in only finger flexors. Four responders (29%) showed reduced hypertonicity in at least 2 joints after active but not sham stimulation. We found no behavioural changes by the CRS-R total score. At the group level, connectivity values in beta2 were higher with active versus sham stimulation. Relative power in the theta band and connectivity in the beta band were higher for responders than non-responders after the active stimulation.

Conclusion. This pilot study highlights the potential benefit of using tDCS for reducing upper-limb hypertonia in patients with chronic DOC. Large-sample clinical trials are need to optimize and validate the technique.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : upper motor neuron syndrome, spasticity, hypertonia, transcranial direct current sitmulation, minimally conscious state, vegetative state



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