Aktivitätsabhängige transspinale Stimulation bei SCI

Menschen mit Rückenmarksverletzungen (SCI) haben eine motorische Dysfunktion, die zu erheblichen sozialen, persönlichen und wirtschaftlichen Kosten führt. Robotisches Gangtraining wird häufig mit dem Ziel eingesetzt, die Gehfähigkeit dieser Personen zu verbessern. Forscher berichteten kürzlich, dass robotergestütztes Gangtraining spinale neuronale Schaltkreise reorganisiert, die motorische Aktivität verbessert und wesentlich zur Wiederherstellung der Gehfähigkeit bei Menschen mit motorischer inkompletter Rückenmarksverletzung beiträgt. Ein pathologischer Muskeltonus und abnorme Muskelaktivierungsmuster während des unterstützten Gehens waren jedoch nach mehreren Sitzungen des robotischen Gangtrainings immer noch offensichtlich. Lokomotorisches Training allein kann daher unzureichend sein, um schwache neuronale Synapsen zu stärken, die das Gehirn mit dem Rückenmark verbinden, oder um die neuronalen Schaltkreise des Rückenmarks vollständig zu optimieren. Andererseits erhöht die Rückenmarkstimulation das Sprießen und die Plastizität von Axonen und Dendriten in spinalisierten Tieren. Darüber hinaus kann die transkutane Rückenmarkstimulation (hier als transspinale Stimulation bezeichnet) bei Menschen mit QSL eine rhythmische Beinmuskelaktivität hervorrufen, wenn die Schwerkraft eliminiert wird. Es besteht immer noch eine grundlegende Wissenslücke zur Induktion funktioneller Neuroplastizität und Wiederherstellung der motorischen Beinfunktion nach wiederholter thorakolumbaler transspinaler Stimulation während des körpergewichtsgestützten (BWS) unterstützten Tretens bei Menschen mit QSL. Die zentrale Arbeitshypothese in dieser Studie ist, dass die transspinale Stimulation, die während des BWS-unterstützten Steppings abgegeben wird, einen tonischen exzitatorischen Input liefert, der die allgemeine Reaktionsfähigkeit des Rückenmarks erhöht und die motorische Leistung verbessert. Die Forscher werden 3 spezifische Ziele verfolgen: Etablierung der Induktion von Neuroplastizität und Verbesserungen der sensomotorischen Beinfunktion bei Menschen mit motorischer unvollständiger SCI, wenn transspinale Stimulation während des BWS-unterstützten Tretens bei niedrigen Frequenzen (0,3 Hz; spezifisches Ziel 1) und bei hohen Frequenzen ( 30 Hz; spezifisches Ziel 2), und wenn BWS-unterstütztes Schritttraining ohne transspinale Stimulation durchgeführt wird (spezifisches Ziel 3). In allen Gruppen werden die Ergebnisse nach 20 Sitzungen mit modernsten neurophysiologischen Methoden gemessen. Die Erregbarkeit des kortikospinalen Kreislaufs wird über transkranielle Magnetstimulation motorisch evozierter Potentiale bei sitzenden Probanden gemessen (Ziele 1A, 2A, 3A). Soleus-H-Reflex und Tibialis-anterior-Flexor-Reflex-Erregungsmuster werden während des assistierten Gehens gemessen (Ziele 1B, 2B, 3B). Die Sensomotorik wird durch standardisierte klinische Gang- und Krafttests evaluiert (Ziele 1C, 2C, 3C). Zusätzlich wird die polyelektromyographische Analyse der koordinierten Muskelaktivierung im Detail gemessen. Es wird die Hypothese aufgestellt, dass die transspinale Stimulation bei 30 Hz während des unterstützten Tretens die Beinmotorik verbessert und die Knöchelspastik im Vergleich zu 0,3 Hz stärker verringert. Es wird ferner die Hypothese aufgestellt, dass die transspinale Stimulation bei 30 Hz den abnormalen phasenabhängigen Soleus-H-Reflex und die Beugereflexmodulation normalisiert, die häufig beim Treten bei Menschen mit motorischer unvollständiger Rückenmarksverletzung beobachtet werden. Um die Projekthypothesen zu testen, werden 45 Personen mit motorischer unvollständiger Querschnittlähmung nach dem Zufallsprinzip 20 Sitzungen mit transspinaler Stimulation bei 0,3 oder 30 Hz während des BWS-unterstützten Gehens oder 20 Sitzungen mit BWS-unterstütztem Gehen ohne transspinale Stimulation (15 Probanden pro Gruppe) zugeteilt. . Die Ergebnisse dieses Forschungsprojekts werden das Gebiet der Rückenmarksforschung erheblich voranbringen und den Behandlungsstandard verändern, da ein großes Potenzial für die Entwicklung neuartiger und effektiver Rehabilitationsstrategien zur Verbesserung der Beinmotorik nach motorischer inkompletter Rückenmarksverletzung beim Menschen besteht.