Nicht-invasive zervikale elektrische Stimulation für SCI

Etwa 60 % der Rückenmarksverletzungen treten auf zervikaler Ebene auf. Die meisten Verletzungen sind anatomisch unvollständig. Die Aktivierung verschonter Nervenkreisläufe verstärkt die funktionelle Wiederherstellung des geschädigten Nervensystems. Mit diesem Ziel haben die Forscher eine neuartige Methode der nicht-invasiven zervikalen Elektrostimulation (CES) entwickelt. Vorläufige Daten zeigen, dass CES je nach Reizintensität afferente sensorische oder efferente motorische Nervenwurzeln auslöst, was zu einer gleichzeitigen Aktivierung mehrerer Muskeln an beiden oberen Extremitäten führt. Die Forscher wollen CES verwenden, um die verbleibenden Schaltkreise der Handmuskeln nach SCI zu stärken. Die Wiedererlangung der Kontrolle über die Handfunktion hat für Personen mit zervikaler Querschnittslähmung oberste Priorität.

Es muss jedoch noch viel mehr Arbeit geleistet werden, um die zugrunde liegenden CES-Mechanismen, ihre Wechselwirkungen mit segmentalen und supraspinalen Schaltkreisen und ihre optimalen Stimulationsparameter zur Verbesserung der neuralen Übertragung an die Hände besser zu verstehen. Dieser Vorschlag wird sich mit diesen Fragen befassen.

Mechanistische Experimente: 15 arbeitsfähige Freiwillige und 15 Probanden mit motorisch-inkompletter zervikaler Rückenmarksverletzung werden systematischen Kombinationen von CES mit transkranieller Magnetstimulation oder peripheren Nervenstimuli mit unterschiedlichen Intensitäten, Stellen und Interstimulusintervallen unterzogen.

Mechanistische Hypothesen: Die Konditionierung von unterschwelligen CES-Impulsen potenziert die Antworten auf Testimpulse von TMS und peripherer Nerven-F-Wellen-Stimulation, reduziert Antworten auf Testimpulse von peripheren Nerven-H-Reflex-Stimulationen und moduliert die Reaktion auf Test-überschwellige CES-Impulse in beide Richtungen, je nach auf Konditionierungsreizintervall und -intensität. Diese Experimente werden die CES-Schaltkreiswechselwirkungen sowohl auf segmentaler als auch auf supraspinaler Ebene aufklären.

Kombinierte CES-Volitional-Movement-Experimente: 15 nicht behinderte Probanden und 15 Probanden mit motorischer unvollständiger zervikaler Rückenmarksverletzung werden systematischen Kombinationen von CES mit willkürlichen Handgelenks- und Handbewegungen mit unterschiedlicher Intensität und Anstrengung unterzogen.

Kombinierte CES-Volitionsbewegungshypothesen: Die Konditionierung von unterschwelligen CES-Pulsen erleichtert die gleichzeitige willentliche Handgelenk- und Handmuskelaktivierung. Suprathreshold CES hemmt vorübergehend die gleichzeitige willentliche Handgelenk- und Handmuskelaktivierung. Diese Experimente werden Aufschluss über die klinisch relevante Möglichkeit der Verwendung von CES geben, um die Reaktion auf körperliche Bewegungstherapie zu verbessern.

Der Abschluss der vorgeschlagenen Studien wird das Timing und die Verteilung des CES-Schaltkreises charakterisieren und im Prinzip das Potenzial von CES zur Verbesserung der Physiotherapie für Handgelenks- und Handmuskeln demonstrieren. Darüber hinaus ist dieser Ansatz mit anderen Interventionen kompatibel, einschließlich medikamentöser und zellbasierter Behandlungen.