Nervová adaptace po transferu šlach a tréninku u tetraplegie

Obnovení funkce horních končetin je u jedinců s tetraplegií hodnoceno jako jedna z nejvyšších priorit. Obnovení aktivní síly úchopu a sevření ruky lze provést procedurami přenosu šlach, při kterých se šlacha silného proximálního svalu chirurgicky znovu připojí ke šlaše paralyzovaného svalu. Běžným postupem pro obnovení laterálního (klíčového) sevření je přenesení distální šlachy jednoho ze tří ohýbačů lokte, brachioradialis (Br) na šlachu ochrnutého flexoru palce, flexor pollicis longus (FPL). Obnova funkčního svírání závisí na tom, jak dobře se pacient naučí aktivovat Br k flexi palce přes jeho nový distální úpon a také k ovládání flexe v lokti jeho proximálním úponem. Předchozí práce výzkumníků ukazuje, že příjemci Br do FPL neaktivují přenesený Br plně a nemusí dosáhnout optimálního funkčního stavu sami nebo pomocí tradičních terapií. Vyšetřovatelé navrhují, že účast v pooperačním školicím programu založeném na úkolech povede k kortikálním změnám, které ovlivňují funkční (štípací) schopnost.

Nedávné studie jedinců s cervikálním SCI ukazují, že po poranění může dojít k podstatné kortikální reorganizaci, ale neurální substráty motorického učení po transferu šlach nebyly studovány. U těchto pacientů je velmi málo známo o tom, jaké funkční změny mozku doprovázejí lepší výkon v reakci na další intervenci. Přenos Br na FPL mění centrální zpětnou vazbu z periferie a může umožnit nové nebo adaptivní nervové dráhy, které mohou dosáhnout většího funkčního využití přenosu šlachy. Neuroimagingové techniky, jako je funkční zobrazování magnetickou rezonancí (fMRI), se staly důležitými nástroji pro pochopení plasticity v nervosvalovém systému a pro hodnocení neurálních základů úspěšných nových intervencí. Cílem navrhované studie je identifikovat neurální vzorec, který je spojen s nejlepšími funkčními výsledky (nejvyšší síla sevření) po přenosu Br na FPL. Vyšetřovatelé použijí fMRI a funkční výkonnostní měření k nalezení nervových prediktorů a korelátů svalové reedukace. To znamená, že výzkumníci očekávají, že úspěšná pooperační svalová reedukace bude záviset na zvýšeném kortikálním pohonu na přenesený Br v kombinaci s novými synergisty, a to se odrazí ve výsledcích neurálního zobrazování.

Účelem studie je vyhodnotit nervovou aktivitu od Br k příjemcům transferu FPL po konvenční terapii a v reakci na další domácí tréninkový program založený na úkolech, jehož cílem je zlepšit dobrovolnou aktivaci přeneseného Br ve funkčních úlohách pinch. Desetitýdenní tréninkový program je vyhodnocen ve studii RRD Pilot (B0583P) a zahrnuje vytváření síly sevření v různých polohách horních končetin, biofeedback z dynamometru sevření a procvičování vybraných úkolů sevření. Vyšetřovatelé předpokládají, že zvýšení amplitudy a distribuce fMRI odpovědí závislých na hladině kyslíku v krvi (BOLD) v senzomotorické kůře bude základem zlepšené motorické kontroly po chirurgickém zákroku a po úspěšné intervenci na podporu motorického přeučení.

Specifické cíle

1. Definujte kortikální reprezentaci funkce pinch před tréninkem u pacientů s SCI. Vyšetřovatelé budou kvantifikovat vzorec (umístění, objem a intenzitu) kortikální aktivace spojené s dobrovolným sevřením u jedinců, kteří jsou jeden rok po operaci přenosu šlach Br na FPL a konvenčním terapeutickém programu. Vyšetřovatelé předpokládají (H1), že větší objem a intenzita aktivace mozku bude korelovat s lepší funkcí sevření měřenou silou sevření a velikostí aktivace Br v sevření. Sekundární analýzy určí, zda se umístění aktivace mozku mění v závislosti na funkci sevření (síle) a specifičnosti vzhledem k dobrovolné flexi lokte.
2. Vyhodnoťte kortikální odpověď na program domácí terapie založené na úkolech. Pomocí fMRI budou posouzeny koreláty adaptace založené na úkolech od předškolení k poškolení. H2: Větší aktivace (intenzita a objem) v primární motorické kůře (M1) a senzorické kůře se projeví zvýšenou dobrovolnou aktivací přeneseného Br při sevření ve srovnání s flexí v lokti. Měření výsledků tréninku založená na úkolech budou zahrnovat izometrickou velikost síly sevření, EMG kvantifikaci aktivace Br ve flexi sevření a lokte.
3. Určete nervové příznaky chirurgických a tréninkem vyvolaných motorických zlepšení. H3: Po řízeném tréninku založeném na úkolech se mozková aktivita během dobrovolného sevření rozšíří do sousedních oblastí (větší zastoupení, větší aktivita), v senzomotorických oblastech mozku, což usnadní schopnost dobrovolně zvýšit přenesenou aktivaci Br v sevření. Sekundární analýzy budou porovnávat velikost a úroveň aktivace mozkových změn s aktivací špetky u pacientů, kteří absolvují školení ve vztahu k nepostiženým a nechirurgickým účastníkům.

Protokoly pooperační terapie po postupech transferu šlach nejsou dobře definovány, nejednotně uplatňovány a chybí důkazy o jejich účinnosti. Studie navržená zde bude zkoumat kortikální změny za účelem posouzení plasticity závislé na výsledku. Je tedy možné předvídat, proč někteří jedinci znovu netrénují přenesený sval tak dobře jako jiní. Navázání tohoto vztahu může vést k pochopení mechanismů úspěšných intervencí a může identifikovat dynamiku založenou na mozku, která by se mohla stát středem zájmu budoucí léčby (např. biofeedback, mozková stimulace atd.).