Asociativní plasticita krční míchy

Asociativní plasticita byla použita k podpoře funkčního zotavení u pacientů, jako jsou dospělí s poraněními míchy (SCI). Použitím neinvazivních neuromodulačních přístupů bylo prokázáno, že párování motorické kortikální stimulace a stimulace periferního nervu zesiluje motorické odpovědi a podporuje plasticitu, především díky konvergenci senzorických aferentních podnětů a sestupných kortikálních podnětů v motorické kůře.

Předchozí práce z laboratoře Carmel však ukázala, že párovaná asociativní stimulace načasovaná tak, aby konvergovala v krční míše, vyvolává výrazně větší motorické odpovědi horní končetiny než při načasování konvergence v motorické kůře. Zatímco párovaná asociativní stimulace prokázala slib pro posílení motorických odpovědí, není jasné, zda plasticita z konvergence neinvazivních podnětů v míše (označovaná jako míšní asociativní plasticita nebo SCAP) namísto v motorické kůře může vyvolat větší motorické účinky a potenciálně větší podporu zotavení pohybu.

Cílem této studie je otestovat účinky párování subprahové motorické kortikální stimulace ruky a stimulace středního nervu zaměřené na vyvolání plasticity v krční míše, nikoli v motorické kůře. Výzkumníci si kladou za cíl zaplnit mezeru ve znalostech ohledně ideálního cíle neinvazivní stimulace pro maximalizaci asociativní plasticity pro zotavení pohybu horní končetiny. Hypotéza studie je, že párování nízkointenzivní stimulace motorické kůry ruky s nízkointenzivní stimulací středního nervu vyvolá asociativní plasticitu v krční míše měřenou zesílením motorických odpovědí ve svalech horní končetiny.

Na základě předběžných dat provádějí výzkumníci potvrzovací studii k otestování fyziologických a behaviorálních účinků párovaného protokolu mozku a periferního nervu, nazvaného SCAP-Nerve protokol. Tento protokol používá specifickou sadu parametrů TMS (transkraniální magnetické stimulace) a PNS (stimulace periferního nervu): cílení na motorickou kůru ruky na 90 % klidového motorického prahu a cílení na senzorické aferenty středního nervu (s délkou pulzu nervové stimulace 1000 mikrosekund) na 90 % klidového motorického prahu, přesně načasované tak, aby konvergovaly v krční míše.

Tato studie bude nejprve provedena s jedinou sezí 90 pokusů párování u typicky se vyvíjejících dospělých, aby se potvrdila krční mícha jako ideální cíl a ověřilo, že současné stimulační parametry jsou dostatečné k podpoře indukce asociativní plasticity senzomotorických spojení pro manuální zručnost. Předchozí práce z laboratoře Carmel ukázala, že velikost a trvání trvalých účinků párované stimulace motorické kůry a aferentní stimulace je podobná u hlodavců s i bez nervového poškození.

To pak vede k premise této studie, že identifikace krční míchy jako ideálního cíle pro asociativní plasticitu zahrnující kortikální a senzorické aferenty by informovala o přenosu na lidi trpící neurologickými poraněními, jako jsou poranění míchy a dětská mozková obrna. Výsledky této studie by mohly být přeneseny do studií účinnosti u těchto pacientů, aby se zjistilo, zda je tato plasticita přítomna i v těchto populacích. To by pak mohlo vést k vyšetřování, zda párování mozkové a aferentně cílené nervové stimulace pro konvergenci v krční míše může vést k klinicky významnému zlepšení manuální zručnosti.