Transspinal-transkortikal parret stimulering til neuroplasticitet og restitution efter SCI

Motorisk dysfunktion efter SCI resulterer i betydelige personlige, sociale og økonomiske omkostninger. Sekundære komplikationer relateret til muskelspasticitet og motorisk dysfunktion reducerer livskvaliteten betydeligt. Rehabiliteringsindsatsen er kompromitteret, fordi de fleste terapeutiske interventioner i høj grad er afhængige af sensorisk afferent feedback, der fortolkes af funktionsfejl i neuronale netværk. På den anden side regenererer elektriske signaler leveret over rygsøjlen neuroner i rygmarven hos skadede dyr, og parret associativ stimulering frembringer vedvarende neuronal plasticitet hos sunde og sårede mennesker og dyr. Der eksisterer stadig et grundlæggende vidensgab om induktion af funktionel neuroplasticitet og genopretning af benmotorisk funktion efter gentagen parring af transspinalmarvsstimulering med transkortikal stimulation hos personer med motorisk ufuldstændig SCI. Vores centrale arbejdshypotese er, at transspinalmarvsstimulering parret med transcortical stimulation styrker corticospinal neuronale forbindelser, mindsker ankelspasticitet og forbedrer benmotorik. Denne opfattelse er baseret på det koncept, der er testet i ansøgerens laboratorium, at dette nye stimuleringsparadigme forstærker synaptiske handlinger og aktivitet af skånede, men kompromitterede axoner, der giver det nødvendige miljø for funktionel neuroplasticitet. Begrundelsen for denne forskningsundersøgelse er, at der er behov for neuromodulationsmetoder, der effektivt kan modificere input-output-relationerne af corticale og spinale neuronale veje hos mennesker med motorisk ufuldstændig SCI. Baseret på stærke foreløbige data vil to specifikke mål blive behandlet: Specifikt mål 1: Etablere induktion af transspinal-transcortical paired associative stimulation (PAS) neuroplasticitet og forbedringer i bens sensorimotoriske funktion hos personer med motorisk ufuldstændig SCI, når PAS administreres under robotassisteret gangtræning. Kortikale og kortikospinale neuronale kredsløb via state-of-the-art neurofysiologiske metoder i siddende (Mål 1A), soleus H-refleks excitabilitet under assisteret stepping (Mål 1B), og sensorimotorisk funktion evalueret via standardiserede kliniske test (Mål 1C) vil blive vurderet før og efter 15 sessioner med transspinal-transkortikal PAS leveret med forsøgspersoner liggende. Specifikt mål 2: Etablere induktion af transkortikal-transspinal PAS neuroplasticitet og forbedringer i bens sensorimotoriske funktion hos personer med motorisk inkomplet SCI, når PAS administreres under assisteret stepping. Kortikal og kortikospinal neuroplasticitet via state-of-the-art neurofysiologiske metoder i siddende (Mål 2A), soleus H-refleks excitabilitet under assisteret stepping (Mål 2B) og sensomotorisk benfunktion evalueret via standardiserede kliniske test (Mål 2C) vil blive vurderet før og efter 15 sessioner med transspinal-transkortikal PAS leveret under assisteret stepping. Det antages, at transspinal-transkortikal PAS leveret i hvile eller under assisteret stepping styrker corticospinalforbindelser, øger spinal hæmning, mindsker ankelspasticitet og forbedrer benmotorisk funktion. Endvidere normaliserer transspinal-transkortikal PAS leveret under assisteret stepping den unormale faseafhængige soleus H-refleksmodulation, der almindeligvis observeres under stepping hos personer med motorisk ufuldstændig SCI. For at teste projekthypoteserne vil 12 personer med motorisk ufuldstændig SCI modtage 20 sessioner med transspinal-transcortical eller transcortical-transspinal PAS under assisteret stepping. Hos mennesker med SCI, og vurdere forbedringer i benmotorisk funktion med standardiserede kliniske tests. I alle fag vil vurderinger af neuroplasticitet i kortikale, corticospinal og spinale neuronale netværk blive administreret. Disse resultater vil fremme betydeligt inden for rygmarvsforskning og ændre standarden for pleje, fordi der er et stort potentiale for udvikling af nye og effektive rehabiliteringsstrategier til at håndtere spasticitet og forbedre motorisk funktion efter SCI hos mennesker.