Ikke-invasiv rygmarvsstimulering efter skade

Studiemål 1. Denne undersøgelse har til formål at evaluere virkningerne af ikke-invasiv transkutan elektrisk rygmarvsstimulering (TcESCS) anvendt under det neurologiske niveau for rygmarvsskade (SCI) på respiratoriske, øvre ekstremiteter og kropsfunktionelle og motoriske kontrolegenskaber og identificere deres underliggende. fysiologiske mekanismer. Evaluering af mekanismerne for respiratoriske og motoriske kontrolmodulationer fremkaldt af TcESCS vil have vigtige konsekvenser for udviklingen af ​​specifikke terapeutiske strategier til at bekæmpe komplikationer af SCI. Formålet med mål 1 er at undersøge, om TcESCS kan øge aktiveringen af ​​motornetværk væsentligt. Dette arbejde vil blive udført ved elektrofysiologisk karakterisering af respiratoriske og andre motoriske reaktioner som vurderet i hvile og som reaktion på respiratoriske og andre udfordringer hos SCI-individer. Ændringer i funktionelle mål vil blive vurderet, når TcESCS-enheden bliver "slukket" og "tændt". For at evaluere "dosisafhængige" effekter vil ændringer i overfladeelektromyografisk (sEMG) størrelse og muskelco-aktivering blive vurderet, når stimulationsparametre og placering ændres under respiratoriske anstrengelser og motoriske opgaver. I hvilket omfang stimulationen er forbundet med den største ændring i respirations- og sEMG-parametre vil blive implementeret som en strategi, der skal bruges under stimulering i kombination med Respiratorisk træning (RT), Arm Training (AT) og Trunk Training (TT). For at nå målet med dette mål vil vi teste arbejdshypotesen om, at TcESCS exciterer specifikke motoriske netværk, hvilket fører til forstærkede motoriske reaktioner. Vi vil teste denne hypotese ved at anvende TcESCS under vores oprindelige tilgang til Respiratory Motor Control Assessment (RMCA) og andre sEMG-baserede vurderinger med kinematik til at karakterisere respiratorisk, arm og kropsmotorisk funktion. Under disse vurderinger vil slag-til-slag blodtryk/puls (BP/HR) og respirationsfrekvens blive registreret for at evaluere respiratorisk-kardiovaskulære reaktioner. Begrundelsen for dette mål er, at en vellykket gennemførelse af den foreslåede forskning vil bidrage med grundlæggende elementer til vores grundlæggende viden, uden hvilke den terapeutiske værdi af TcESCS ikke kan forstås. Tilegnelsen af ​​sådan viden er afgørende for udviklingen af ​​specifikke rehabiliteringsstrategier. Når de foreslåede undersøgelser for mål 1 er afsluttet, forventer vi, at motoriske og indbyrdes relaterede karakteristika påvirket af TcESCS hos patienter med SCI vil blive etableret. Sådanne fund ville være vigtige, fordi det vil give os mulighed for, for første gang, at evaluere evnen af ​​non-invasiv rygmarvsstimulering til at forbedre den nedsatte tilstand af spinal netværksaktivitet og dermed demonstrere potentialet for rehabilitering.

Studiemål 2. Målet er at evaluere effektiviteten og terapeutiske mekanismer af TcESCS kombineret med opgavespecifikke (respiratorisk træning) og ikke-opgavespecifikke (armtræning og trunktræning) interventioner til vejrtrækning. Identifikation af de fysiologiske virkninger af potentielle rehabiliterende tilgange vil have vigtige implikationer for udviklingen af ​​specifikke terapeutiske strategier. Formålet med mål 2 er at undersøge de terapeutiske virkninger af RT-regimen i kombination med TcESCS. Dette arbejde vil blive udført ved at bruge metoder skitseret i mål 1 og yderligere kliniske foranstaltninger, alle vurderet før træning og gentagne gange under opfølgningsperioden. Arbejdshypotese, der sammenlignes med RT alene og TcESCS alene, RT assisteret af TcESCS fører til øget brugsafhængig plasticitet af respiratoriske motoriske netværk, hvilket fører til den funktionelle genopretning, vil blive testet ved at bruge tilgangen til at detektere ændringer i respiratoriske og andre motoriske kontrolresultater i respons på stimulering og træning. Begrundelsen for dette mål er, at en vellykket gennemførelse af den foreslåede forskning vil fremme feltet ved at give nye muligheder for anvendelse af aktivitetsbaseret terapi ledsaget af rygmarvsstimulering. Når de foreslåede undersøgelser for mål 2 er afsluttet, forventes det, at den rehabiliterende kapacitet af RT med TcESCS vil blive fastlagt. Sådanne resultater er vigtige, fordi identificerede terapeutiske mekanismer af TcESCS for første gang vil give bevis for, at denne intervention kan forbedre virkningerne af aktivitetsbaseret terapi hos deltagere med SCI.