Sympatisk-somatomotorisk kobling ved menneskelig rygmarvsskade

Reguleringen af ​​kardiovaskulære systemer under muskelaktivitet er dårligt forstået hos personer med ufuldstændig rygmarvsskade (SCI). Tidligere er forstyrrelser i somatomotorisk og sympatisk kontrol blevet undersøgt separat i SCI. Vi foreslår at undersøge koblingen af ​​sympatisk og somatomotorisk kontrol, fordi det er relevant at udøve træningsparadigmer, der er designet til at forbedre somatomotorisk funktion eller forbedre fysisk kondition. Vores tilgang vil være at måle senetrykreflekser, frivillig muskelaktivering og blodgennemstrømning i knæet (under skaden) og albuen (over skaden) før og efter sympatiske stimuli bestående af koldpressortest, mental matematik og et akut anfald af træning. Disse data vil give information om sympatisk kontrol af blodgennemstrømningen under muskelaktivitet. Plasticiteten af ​​den sympatiske somatomotoriske kobling vil også blive undersøgt ved at foretage målinger før og efter et træningsprogram for løbebånd. Disse eksperimenter vil sætte os i stand til at adressere tre mål. Mål 1 vil være at karakterisere kobling af sympatiske og somatomotoriske systemer under niveauet for rygmarvsskade. Dette mål vil undersøge spinale sympatiske og motoriske reflekser og deres interaktioner. Det vil også undersøge, hvordan faldende somatomotorisk kobling forstyrres af spinalskaden. I mål 2 vil vi identificere ændringer i interaktionerne mellem sympatiske og somatomotoriske systemer over en rygmarvsskade. På grund af skaden og de ændringer, der opstår under skaden, vil den sympatisk-somatomotoriske kobling sandsynligvis også blive forstyrret i armen. Mål 3 vil derefter demonstrere plasticitet af sympatisk-somatomotorisk kobling efter træningstræning. Tre forskellige otte ugers træningsprogrammer vil blive testet inklusive 1) løbebåndstræning med et anstrengelsesniveau matchet til 70-80 % af HRR 2) Løbebåndstræning med 30-40 % HRR. Øvelsestræningen vil blive testet i et randomiseret crossover-studiedesign med en måned mellem træningsparadigmer. Vi forventer, at der vil være plasticitet af sympatisk-somatomotorisk kobling, og at træningseffekterne vil normalisere kontrollen af ​​disse systemer. Men på grund af skaden forventer vi, at tilpasninger vil adskille sig fra ikke-skadede kontroller.

Denne undersøgelse har implikationer for træningstræning i human SCI. Koblingen af ​​sympatiske og somatomotoriske systemer forventes at afhænge af, om træningen er rettet mod over- eller underkroppen. Genoprettelsen af ​​funktionen kræver både forbedring af styringen af ​​bevægelsen såvel som i reguleringen af ​​blodgennemstrømningen til aktive muskelgrupper. Derudover er denne undersøgelse vigtig for at forstå den potentielle effekt af træning med løbebånd på kardiovaskulær kondition, et emne med stigende interesse hos mennesker med begrænsninger i fysisk aktivitet.