AIH für die Reparatur des Rückenmarks

Das übergeordnete Ziel ist die Entwicklung wirksamer, klinisch anwendbarer Ansätze zur Wiederherstellung der Funktion der oberen Extremitäten (Reach-and-Grasp) nach einer chronischen kontusiven zervikalen Rückenmarksverletzung (cSCI). Beeinträchtigungen der Funktion der oberen Extremitäten reduzieren die Lebensqualität von Menschen mit cSCI erheblich. Reach-and-Grasp-Aktionen bei Tieren und Menschen werden weitgehend durch den Corticospinaltrakt (CST) gesteuert. Die Forscher argumentieren, dass die Förderung der Plastizität innerhalb des CST die Wiederherstellung der Funktion der oberen Extremitäten nach cSCI unterstützen könnte. Die wiederholte Exposition gegenüber akuter intermittierender Hypoxie (rAIH) in Kombination mit motorischem Training ist eine sichere, minimalinvasive Behandlung, die Neuroplastizität hervorruft und zu einer verbesserten Erholung nach cSCI führt, aber ihre Gesamtwirkung bleibt begrenzt. Die Hauptziele sind: 1) Verbesserung der rAIH/trainingsinduzierten Nachwirkungen auf die Funktion der Vorderbeine und Verbesserung des Verständnisses der neuronalen Substrate in einem erwachsenen Rattenmodell für chronisch kontusives cSCI und 2) Nutzung dieses Wissens zur Lenkung der Entwicklung eines effektiveren rAIH /Trainingsansätze zur Verbesserung der Funktion der oberen Extremitäten bei Menschen mit chronisch kontusivem cSCI.

In spezifischem Ziel 1 werden die Forscher unter Verwendung eines erwachsenen Rattenmodells mit chronischem kontusivem cSCI die Auswirkungen der rAIH-Häufigkeit und -Dosis auf die rAIH/trainingsvermittelte funktionelle Wiederherstellung des beeinträchtigten Vorderbeins untersuchen. Außerdem werden die Forscher rAIH/Training mit N-Methyl-D-Aspartat-Rezeptor (NMDA)-vermittelter synaptischer Plastizität durch D-Cycloserin-Behandlung kombinieren und die Auswirkungen auf die Wiederherstellung der Vordergliedmaßenfunktion untersuchen. Immunzytochemie mit bildgebenden Verfahren wird verwendet, um die strukturelle neuronale Plastizität im CST nach rAIH/Training zu beurteilen. In spezifischem Ziel 2 werden die Forscher bei Menschen mit chronisch inkompletter cSCI, geleitet von den Ergebnissen in spezifischem Ziel 1, die Auswirkungen der rAIH-Häufigkeit und der gleichzeitigen D-Cycloserin-Behandlung auf die rAIH/trainingsvermittelte Wiederherstellung der Funktion der oberen Extremitäten untersuchen. Die Forscher werden die Auswirkungen von rAIH auf die Stärke der elektrophysiologischen und funktionellen Nachwirkungen in der oberen Extremität umfassend analysieren.

Die vorgeschlagene Forschung wird neue Erkenntnisse zu rAIH/Trainings-vermittelten funktionellen und anatomischen Nachwirkungen (spezifisches Ziel 1) liefern, die zur Entwicklung wirksamer rAIH/Trainingsprotokolle für Menschen mit kontusiver, funktionell unvollständiger cSCI (spezifisches Ziel 2) verwendet werden. Die Daten aus den Experimenten der Forscher könnten zu klinisch anwendbaren Ansätzen führen, die die Wiederherstellung der Arm- und Handfunktion nach chronischem kontusivem cSCI verbessern, was sich positiv auf die Lebensqualität von Veteranen mit cSCI auswirken würde. Die Relevanz dieses Vorschlags wird durch die begrenzte Wirksamkeit aktueller Strategien zur Verbesserung der Funktion der oberen Extremitäten nach cSCI unterstrichen.