Brain Plus Spinal Stimulation for Cervikal SCI

For personer med cervikal SCI er genvinding af håndfunktionen deres højeste prioritet. De fleste SCI'er er motoriske ufuldstændige, og selv når de er fuldstændige, er der ofte betydelige mængder af sparet hvidt stof i rygmarven. Målet med dette projekt er at styrke den resterende corticospinalkanal (CST) forbindelser efter delvis skade ved hjælp af kombineret motorisk cortex og rygmarvsstimulering for at forbedre arm- og håndfunktion.

Holdets forskning i rotter, som er blevet forfinet i mere end ti års studier, viser, at hjerne- og rygmarvsstimulering fuldt ud genopretter motoriske færdigheder hos rotter efter CST-skade. Mest betydningsfuldt for befolkningen af ​​mennesker, der lever med SCI, er denne tilgang effektiv i den kroniske fase af skade.

For nylig oversatte efterforskerne denne elektriske stimulationsprotokol til en, der hurtigt kan oversættes til mennesker, der bruger ikke-invasive teknikker. Hos rotter aktiverer kombineret elektrisk intermitterende theta-burst-stimulering (iTBS) af motorisk cortex med transkutan spinal jævnstrømsstimulering (tsDCS) den cervikale rygmarv. Denne protokol, som kun administreres 30 minutter om dagen i 10 dage, forårsager storstilet spiring af CST-forbindelser og fuld genopretning af forbensfunktionen. Ved at kombinere elektrisk stimulering af hjernen og rygmarven hos gnavere med kortikospinal systemskade opnås holdbar CST axonal spiring, styrkelse af CST-forbindelser og restitution.

I dette forslag har efterforskerne til hensigt at bringe denne lovende terapeutiske tilgang til mennesker med cervikal SCI. Holdet vil studere mennesker med kronisk, motorisk ufuldstændig SCI for at teste sikkerheden og gennemførligheden af ​​denne tilgang. Efterforskernes tilgang er ikke-invasiv og, hvis den viser sig at være effektiv, kan den hurtigt integreres i den nuværende kliniske praksis for at hjælpe med at genoprette håndfunktionen hos mennesker med kronisk SCI.

Hvert forsøgsperson vil gennemgå fire stimulationssessioner på 4 timer eller mindre. Resultater fokuserer på sikkerhed og neurofysiologisk transmission. Den første session bruges til at bestemme målmusklen, det optimale hovedbundssted for TMS-stimulering, vurdere cervikal tsDCS-tolerabilitet og måle maksimal sammentrækningskraft af fingrene, håndleddet og albuen. Den anden til og med fjerde session vil vurdere den akutte tolerabilitet og virkninger af tsDCS med forskellige intensiteter og elektrodekonfigurationer i en randomiseret rækkefølge. Hver session vil teste en anden elektrodekonfiguration og vil blive opdelt i to faser. Det første trin vil tilfældigt levere tre 5-minutters blokke af tsDCS ved forskellige randomiserede intensiteter (100 %, 66 % og 0 % (sham) af tolereret intensitet, som bestemt i session 1) og vurdere ændringer i corticospinal og spinal excitabilitet som svar på TMS og perifer nervestimulation (PNS) af målmusklen. Den anden fase vil vurdere de akutte virkninger af 20-minutters tsDCS leveret ved to tredjedele af den maksimale tolerabilitet på TMS- og PNS-fremkaldte responser og udførelsen af ​​en motorisk opgave. Sikkerhed og tolerabilitet vil til enhver tid blive overvåget nøje.