Locomotor therapy in unweighted conditions in patients with chronic disorders of consciousness. A prospective non-randomized single-center study

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: It is known that regular physical activity stimulates synaptic plasticity in the central nervous system. Neurons involved in movement and sensory integration form new connections, contributing to the restoration of lost functions (angiogenesis, neurogenesis, changes in cortical pathways). Based on this, it was hypothesized that KRISAF device (locomotor therapy in unweighted conditions) in patients with chronic disorders of consciousness, due to the presence of passive stereotyped motor cycles mimicking crawling/swimming/walking, may modulate the recovery of cerebral hemisphere functions and subsequently affect the level of consciousness through the mechanism of afferent ontogenetic “recollection.”

AIM: To assess the changes in cerebral hemisphere function recovery based on the scores of the CRS-R, Behavioral Pain Scale, Ashworth Scale, and Glasgow Outcome Scale Extended (GOS-E) in patients with chronic disorders of consciousness undergoing locomotor therapy in unweighted conditions.

MATERIALS AND METHODS: A descriptive prospective comparative cohort study included 74 patients from 2019 to 2024. They were divided into two groups: intervention group (n=44) and control group (n=30). Patients in the intervention group, in addition to the main course of rehabilitation treatment, received 5 sessions of locomotor therapy in unweighted conditions.

RESULTS: The median level of consciousness score according to the CRS-R scale in the intervention group increased from 6 (5.4–6.6) to 9 (8.1–9.9) points (p=0.0006), while in the control group, it increased from 5.5 (4.7–6.3) to 7 (6–8) points (p=0.0609), indicating a statistically significant difference (p <0.00001).

CONCLUSION: The significant improvement in the CRS-R score at discharge among patients undergoing locomotor therapy indicates that this treatment method has a positive effect on the level of consciousness.

About the authors

Nikita S. Nagaev

Clinical Institute of the Brain

Email: nagaevns@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0007-0561-4879
SPIN-code: 9610-4678
Russian Federation, Berezovsky

Vladimir A. Belkin

Clinical Institute of the Brain

Email: vbelkin@neuro-clinic.ru
ORCID iD: 0000-0002-4043-743X
SPIN-code: 4402-0608
Russian Federation, Berezovsky

Andrey A. Belkin

Clinical Institute of the Brain; Ural State Medical University

Author for correspondence.
Email: belkin@neuro-ural.ru
ORCID iD: 0000-0002-0544-1492
SPIN-code: 6683-4704

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Berezovsky; Ekaterinburg

Evgeniy N. Rudnik

Clinical Institute of the Brain; Ural State Medical University

Email: erudnik@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9979-1276
Russian Federation, Berezovsky; Ekaterinburg

Roman A. Zhiguzhevsky

Clinical Institute of the Brain

Email: zhiguzhevskiyra@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6673-8866
Russian Federation, Berezovsky

Ildar F. Rakhmatullin

LLC «Krisaf»

Email: rif@krisaf.com
ORCID iD: 0009-0003-5845-6385
Russian Federation

Andrey V. Roznin

Clinical Institute of the Brain

Email: roznin.andrei@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0003-9950-4494
Russian Federation, Berezovsky

References

  1. Wan X, Zhang Ye, Li Ya, Song W. An update on noninvasive neuromodulation in the treatment of patients with prolonged disorders of consciousness. CNS Neurosci Ther. 2024;30(5):e14757. doi: 10.1111/cns.14757 EDN: QVKTGV
  2. Cooper JB, Jane JA, Alves WM, Cooper EB. Right median nerve electrical stimulation to hasten awakening from coma. Brain Inj. 1999;13(4):261–267. doi: 10.1080/026990599121638
  3. Peri CV, Shaffrey ME, Farace E, et al. Pilot study of electrical stimulation on median nerve in comatose severe brain injured patients: 3 month outcome. Brain Inj. 2001;15(10):903–910. doi: 10.1080/02699050110065709
  4. Wu X, Zhang C, Feng J, et al. Right median nerve electrical stimulation for acute traumatic coma (the Asia Coma Electrical Stimulation trial): Study protocol for a randomised controlled trial. Trials. 2017;18(1):311. doi: 10.1186/s13063-017-2045-x
  5. Noé E, Ferri J, Colomer C, et al. Feasibility, safety and efficacy of transauricular vagus nerve stimulation in a cohort of patients with disorders of consciousness. Brain Stimul. 2020;13(2):427–429. doi: 10.1016/j.brs.2019.12.005 EDN: OQELSD
  6. Marino MH. Pharmacology in treatment of patients with disorders of consciousness. Phys Med Rehabil Clin N Am. 2024;35(1):155–165. doi: 10.1016/j.pmr.2023.06.023 EDN: CAJLMD
  7. Thibaut A, Wannez S, Deltombe T, et al. Physical therapy in patients with disorders of consciousness: Impact on spasticity and muscle contracture. NeuroRehabilitation. 2018;42(2):199–205. doi: 10.3233/NRE-172229
  8. Nudo RJ. Neural bases of recovery after brain injury. J Commun Disord. 2011;44(5):515–520. doi: 10.1016/j.jcomdis.2011.04.004
  9. Esquenazi A, Lee S, Wikoff A, et al. A comparison of locomotor therapy interventions: Partial-body weight-supported treadmill, Lokomat, and G-EO training in people with traumatic brain injury. PM R. 2017;9(9):839–846. doi: 10.1016/j.pmrj.2016.12.010
  10. Williams K, Christenbury J, Niemeier JP, et al. Is robotic gait training feasible in adults with disorders of consciousness? J Head Trauma Rehabil. 2020;35(3):E266–E270. doi: 10.1097/HTR.0000000000000523 EDN: DMNAZK
  11. Esquenazi A, Lee S, Packel AT, Braitman L. A randomized comparative study of manually assisted versus robotic-assisted body weight supported treadmill training in persons with a traumatic brain injury. PM R. 2013;5(4):280–290. doi: 10.1016/j.pmrj.2012.10.009
  12. Hofstoetter US, Krenn M, Danner SM, et al. Augmentation of voluntary locomotor activity by transcutaneous spinal cord stimulation in motor-incomplete spinal cord-injured individuals. Artif Organs. 2015;39(10):E176–E186. doi: 10.1111/aor.12615 EDN: VGDFIL
  13. Belkaniya GS, Dilenyan LR, Bagriy AS, et al. «Gravitational biology--anthropology» in jistification of anthropogenic bases of health and illness. Modern problems of science and education. 2014;(4):280. EDN: STROTH
  14. Bebenina IP. Neurological status of human foetus in labour and its analysis in evolutionary aspect. S.S. Korsakov journal of neurology and psychiatry. 1983;83(12):1800–1804. (In Russ.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Flowchart of study design. ХСН ― chronic impairment of consciousness; КИМ ― Clinical Institute of the Brain.

Download (930KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Changes in CRS-R scale scores during the rehabilitation course.

Download (711KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dynamics of the severity of pain behavior based on the BPS scale.

Download (684KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Dynamics of the evaluation according to the Ashworth scale.

Download (739KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Dynamics of the evaluation according to the GOS-E scale.

Download (726KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Evolution of movement and consciousness in the process of ontogenesis [13].

Download (842KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».