Vorübergehende Inaktivierung starker Muskelempfindungen zur Verbesserung von Rehabilitationsmaßnahmen bei SCI

Ein topisches Anästhetikum wird verwendet, um die Muskelempfindung vorübergehend zu inaktivieren. Aufgrund seines hohen Sicherheitsprofils wird Lidocain-Creme 5 % in der aktuellen Teilstudie verwendet. Lidocain-Creme (5 %) ist von der FDA zugelassen und rezeptfrei erhältlich. Die Prüfärzte wenden die Lidocain-Creme 5 % gemäß den FDA-Richtlinien und der zuvor veröffentlichten Protokollmethodik an. Ein Test wird verwendet, um zu beurteilen, ob der Ansatz eine vollständige und vorübergehende Inaktivierung der Empfindung des Bizeps bietet. Der von-Frey-Filamenttest wird mit Filamenten unterschiedlicher Größe (1,65 bis 6,65) verwendet, die alle 15 Minuten nach der Lidocain-Anwendung auf dem Bizepsmuskel platziert werden.

Basierend auf veröffentlichten Arbeiten und den Pilotdaten der aktuellen Forscher wird erwartet, dass alle Empfindungen des Bizeps etwa 30 bis 60 Minuten nach der Anwendung von Lidocain blockiert sein sollten. Eine vollständige vorübergehende Inaktivierung wird an dem Punkt definiert, an dem nicht mehr alle Grundlinienempfindungen erreicht werden können.

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Während der vorübergehenden Deafferenzierung führen die Probanden ein Bewegungstraining durch. Ähnlich wie bei anderen Einzelsitzungsstudien entschieden sich die aktuellen Forscher dafür, das Paradigma mit Bewegungstraining zu kombinieren, um die Wirkung des Ansatzes zu verstärken.

Es wird eine Greifaufgabe verwendet, die üblicherweise in der Rehabilitation durchgeführt wird. Aufgabenübungen werden 1 Stunde lang durchgeführt, mit Pausen alle 10 Minuten. Frühere Experimente im Labor der aktuellen Ermittler haben ein ähnliches Protokoll für die Aufgabenpraxis in SCI angenommen und keine unerwünschten Ereignisse gefunden. Das Bewegungstraining wird auch durch den Bionik InMotion Arm/Hand-Roboter unterstützt, der seit über 20 Jahren in klinischen und rehabilitativen Praxen untersucht wird.

Das Bewegungstraining nach 1 Stunde wird aufgrund von Ermüdungsproblemen eingestellt, wie in früheren klinischen SCI-Studien festgestellt wurde. Darüber hinaus deuten veröffentlichte Arbeiten darauf hin, dass Lidocain eine Halbwertszeit von 1 Stunde hat. Daher sollte der maximale Nutzen 1 Stunde nach der Anwendung erreicht werden.

Die Ermittler verwenden einen elektrischen Stimulator, um ein elektrisches Signal an einen Zielmuskel zu senden, um die Kontraktion einzuleiten, und eine Elektromyographie (EMG) wird verwendet, um die Änderungen der Zielmuskelreaktion von der Grundlinie, vor dem Test und nach dem Test aufzuzeichnen.

Ein elektronischer Nervenstimulator gibt einen Impuls im Bereich von 0 mV bis 2 mV aus, damit eine angemessene maximale Muskelkontraktion auftritt, und eine Elektromyographie (EMG in Effektivwert) erfasst die Kontraktion des Muskels über Oberflächenelektroden. Eine größere Anzahl von Root Mean Square (RMS)-Millivolt, die auf dem EMG registriert wird, bedeutet eine stärkere Reaktion des Muskels, außerdem bedeutet jedes Plateau des RMS, während höhere mV vom Stimulator verabreicht werden, eine maximale Kontraktion des Muskels.

Unter Verwendung der transkraniellen Magnetstimulation (TMS) zur Förderung von motorisch evozierten Potenzialen (MEP) werden die Forscher Veränderungen in der kortikalen Erregbarkeit des motorischen Hotspots des Zielmuskels überwachen, indem sie die Muskelerregbarkeit mit Elektromyographie (EMG; in Millivolt) von Baseline, Vortest, und beim Nachtest.

Der motorische Hotspot des schwachen Muskels wird als die Stelle definiert, die MEPs ≥50 mV bei der niedrigsten Intensität (% Geräteausgang) oder die motorische Ruheschwelle (RMT) hervorruft. Eine Abnahme der prozentualen Ausgabe des TMS zur Förderung von MEPs des schwachen Muskels bedeutet eine Abnahme der kortikalen Erregbarkeit, gemessen durch aktive motorische Schwellen (AMT) und aktiv motorisch evozierte Potentiale (AMEP).