Rehabilitering og kortikal ombygning efter kirurgisk indgreb for rygmarvsskade

Genopretning af hånd- og armfunktion er af afgørende betydning for at reducere omkostningerne til langtidspleje og øge livskvaliteten for personer med tetraplegi på grund af rygmarvsskade (SCI). En undergruppe af disse individer, med skader i midten til lav cervikal rygmarv, er kandidater til nerveoverførselskirurgi. Nerveoverførselskirurgi genopretter funktionen efter SCI gennem coaptation af redundante, intakte donornerver til modtagernerver, der opstår på eller under niveauet af SCI. Brugen af ​​nerveoverførsel efter SCI er relativt ny, og mange patienter udviser en bemærkelsesværdig genopretning af hånd- og armmotorik i de følgende måneder, men andre viser en meget mere begrænset restitution. Omfanget af genopretning er sandsynligvis delvist begrænset af variabilitet i rehabilitering og evnen af ​​den motoriske cortex til at inkorporere det nye perifere kredsløb, der er et resultat af denne kirurgiske procedure. Der er et kritisk behov for at bestemme responsen af ​​kortikale motoriske netværk på nerveoverførsel og den rolle, som rehabilitering spiller for at understøtte kortikal plasticitet og motorisk genopretning. Hvis dette behov ikke er opfyldt, vil ufuldstændig genopretning fra denne state-of-the-art kirurgiske indgreb fortsætte, og den potentielle anvendelse til en bredere patientpopulation vil ikke blive realiseret.

Forskerne vil teste den centrale hypotese, at nerveoverførselskirurgi efter cervikal SCI skaber et nyt kortikalt motornetværk, som kan støtte tilbagevenden af ​​fingernem hånd-/forbensfunktion gennem rehabiliteringsafhængig remodellering. Hypotesen er baseret på 1) tidligere arbejde i en dyremodel, der viser, at rehabilitering omformer kortikale motoriske kort, 2) banebrydende arbejde udført af en håndfuld klinikere, herunder studiesamarbejdspartneren, Justin Brown, der har anvendt nerveoverførsel til at bypasse spinale niveauer ramt af skade, og 3) nyligt arbejde med transkraniel magnetisk stimulation (TMS) i human SCI til at kortlægge den kortikale repræsentation af armmuskler i zonen med delvis bevaring og evnen til at forbedre hånd-arm funktion gennem intensiv robottræning hos kronisk svækkede fag. Brugen af ​​TMS til at kortlægge kortikale motoriske netværk vil give efterforskerne mulighed for at måle den kortikale reorganisering som følge af nerveoverførsel og bestemme, i hvilket omfang rehabilitering kan engagere dette alternative kortikale motoriske netværk. Begrundelsen for de foreslåede undersøgelser er, at en bestemmelse af de mekanismer, der understøtter rehabiliteringsmedieret genopretning efter nerveoverførsel, vil være påkrævet for at optimere og forfine den nuværende kliniske praksis.