Virkninger af fjern iskæmisk konditionering på håndbrug hos personer med rygmarvsskade og amyotrofisk lateral sklerose

De fleste rygmarvsskader (SCI) er ikke fulde transektioner, hvilket indikerer, at der er resterende nervekredsløb efter skade. Rehabiliteringsinterventioner efter SCI, herunder fysisk træning og neural stimulation, har vist sig at reorganisere motoriske veje i hjernen, corticospinalkanalen (CST) og på spinalniveau; en proces kaldet neural plasticitet. Funktionel forbedring på grund af neural plasticitet efter SCI kunne være fra øget excitabilitet af resterende neurale kredsløb eller axonspirer, som er blevet vist i dyreforsøg. Men både fysisk træning og neural stimulation kræver et stort antal gentagelser, og fastholdelsen af ​​interventionseffekterne kan være flygtig. Derfor er der stadig behov for en effektiv tilgang til synergistisk at forbedre neuroplasticitet i kombination med andre interventioner. Fjern iskæmisk konditionering (RIC) har vist sig at fremme neural plasticitet og kan have praktiske og teoretiske fordele, som omfatter: 1) RIC kræver minimalt udstyr (en timer og en manuel blodtryksanordning); og 2) RIC har vist sig at fremme hypoxi-inducerbar faktor 1a (HIF-1a) og antiinflammatoriske mediatorer, som muligvis fremmer neuroplasticitet. Faktisk har en nylig undersøgelse vist i raske forsøgspersoner, at indførelsen af ​​RIC før en motorisk indlæringsintervention havde en større og længerevarende effekt på at forbedre motorisk ydeevne sammenlignet med falsk konditionering før motorisk læring. I denne foreslåede undersøgelse vil efterforskerne undersøge RIC kombineret med fysisk træning for at fremme neuroplasticitet i håndmuskler efter cervikal SCI. Dette vil være den første undersøgelse, der introducerer RIC i SCI-populationen. Efterforskerne antager, at RIC vil akut synergi med motorisk opgavetræning via øget corticospinal excitabilitet. Identifikation af de underliggende mekanismer, der er ansvarlige for at øge corticospinal excitabilitet, såsom 1) øget kortikal affyring, 2) styrket synaptisk transmission, 3) forbedret spinal motorneuronrekruttering eller 4) andre mekanismer er et vigtigt skridt til fremme af funktionel genopretning efter neurologisk skade. Mål 1: At bestemme virkningerne af aktiv versus sham RIC forud for én omgang muskelkontraktionsøvelse på motorisk corticospinal excitabilitet ved abductor pollicis brevis (APB) muskel. Efterforskerne vil også vurdere intra-kortikal facilitering/hæmning og perifere nerveledningsprofiler for at lokalisere niveauet af ændringer i corticospinal excitabilitet. Formål 2: At undersøge virkningerne af aktiv versus sham RIC på systemiske inflammatoriske mediatorer hos individer med SCI. Personer, der lever med SCI, viser ofte tegn på kronisk inflammation og andre aspekter af dysreguleret immunsystemfunktion. Undersøgelser af raske voksne har vist, at en enkelt anvendelse af RIC kan undertrykke inflammatorisk genekspression i cirkulerende leukocytter 15 minutter og 24 timer senere. Opregulering af inflammatoriske cytokiner er forbundet med nedsat ekspression af gener, der fremmer neuroplasticitet, såsom BDNF. Her vil efterforskerne afgøre, om RIC reducerer systemisk inflammation hos personer med kronisk SCI, som det gør hos raske personer, ved at måle en undergruppe af inflammatoriske mediatorer i blodet før og efter RIC. Mål 3: At bestemme ændringer i hjertefrekvens (HR), blodtryk (BP) og iltmætning (SaO2) under aktiv versus sham RIC hos personer med ufuldstændig cSCI og raske forsøgspersoner. RIC har vist sig at være sikkert i den raske befolkning såvel som hos personer med hjertesygdomme og endda kritisk syge patienter med subaraknoidal blødning. Der er dog ingen data, der beskriver sikkerheden ved RIC hos personer med SCI. Skader på det autonome nervesystem (ANS) bidrager til kardiovaskulær dysregulering og kan ændre fysiologiske reaktioner på RIC. Derudover har SCI-populationen, især dem med cervikal SCI, udbredt sensorisk svækkelse, herunder en begrænset evne til at føle smerte/ubehag. Efterforskerne vil ikke kun registrere HR-, BP- og SaO2-responser i realtid under RIC, men også dokumentere smerteskalaen og eventuelle negative virkninger af RIC hos personer med cSCI og raske personer.