Forbedring af corticospinal excitabilitet for at forbedre funktionel restitution

Genoprettelse af øvre ekstremitetsfunktion er ofte det øverste rehabiliteringsmål for personer, der har pådraget sig en cervikal rygmarvsskade (SCI). Efter SCI, ud over forstyrrelsen forårsaget af selve skaden, begrænser maladaptiv kortikal reorganisering yderligere nedadgående corticospinal drift. Derfor kan terapier, der sigter mod at øge den nedadgående drift, der leveres af corticospinal og andre nedadgående supraspinale kanaler, være gavnlige supplementer til almindeligt anvendte rehabiliteringsterapier. Mens mange rehabiliteringsforskningsstrategier til forbedring af funktionen efter SCI retter sig mod det spinale kredsløb, er relativt få rehabiliterende tilgange rettet mod at fremme supraspinal neuroplasticitet for at reducere svækkelse ved at øge frivillig kontrol. Spektakulære højteknologiske interventioner og elegante højteknologiske resultatmål genererer en stor spænding i den videnskabelige verden. Imidlertid er den teknologiske investering og træning, der kræves til disse tilgange, og den tvivlsomme kliniske meningsfuldhed af resultaterne en væsentlig begrænsning for deres virkelige værdi.

Transkraniel jævnstrømsstimulering (tDCS) er en klinisk tilgængelig form for ikke-invasiv hjernestimulering (NIBS), der har vist sig at forbedre funktionen af ​​øvre ekstremiteter hos personer med SCI. Klinisk tilgængelighed og potentialet for forlænget modulering af kortikal excitabilitet gør tDCS til et attraktivt værktøj til ikke-invasiv modulering af corticospinal excitabilitet.

Ud over traditionel tDCS tyder spændende nyere undersøgelser på ikke-handicappede personer på en ny form for NIBS, transkraniel pulseret strømstimulering (tPCS), kan være mere effektiv til at inducere ændringer i corticospinal excitabilitet. tPCS bruger ensrettede, positive strømimpulser adskilt af korte interpulsintervaller i stedet for kontinuerlig jævnstrøm. Nogle beviser fra vores laboratorium og andre indikerer, at mønstret stimulering har en større indflydelse på neural excitabilitet end ensartet stimulation.

Det er vigtigt, at effektiviteten af ​​NIBS afhænger af stimulationsstedet. Da personer med tetraplegi har bimanuelle svækkelser, er det blevet foreslået, at bihemisfærisk anodal (excitatorisk) tDCS kan være af værdi. Bihemisfærisk anodal tDCS er blevet undersøgt hos ikke-handicappede individer; denne tilgang blev fundet at være sikker og var forbundet med forbedret bimanuel kontrol. Værdien af ​​denne tilgang er dog ikke tidligere blevet vurderet hos personer med tetraplegi.

Forskerne foreslår et randomiseret, sham-kontrolleret crossover-studie, hvor to former for NIBS (tDCS og tPCS) vil blive sammenlignet med en sham-kontrol-intervention for at bestemme deres relative effektivitet til forbedring af øvre ekstremitetsstyrke og motorisk kontrol (Mål 1) og corticospinal excitabilitet (mål 2) hos personer med kronisk (≥ 6 måneder) tetraplegi. Effektiviteten af ​​to forskellige stimulationsmontager, uni- og bihemisfæriske, vil også blive sammenlignet (Mål 3). Forsøgspersonerne vil modtage en enkelt session af hver NIBS-tilstand (unihemispheric tDCS, bihemispheric tDCS, unihemispheric tPCS, bihemispheric tPCS) og en sham-kontroltilstand.