Nutzung der Neuroplastizität posturaler sensomotorischer Netzwerke durch nicht-invasive spinale Neuromodulation zur Maximierung der funktionellen Erholung nach einer Rückenmarksverletzung

Wirbelsäulenschaltkreise unterhalb einer lähmenden Verletzung haben ein funktionelles Potenzial, das weit über das hinausgeht, was bisher für möglich gehalten wurde. Es wurde gezeigt, dass eine aufgabenspezifische motorische Therapie in Kombination mit epiduraler Rückenmarksstimulation (ESS) eine verbesserte motorische Funktion bei Haltungs-, Bewegungs- und willkürlichen Bewegungsaufgaben fördern kann, was zu dramatischen Auswirkungen auf das Wohlbefinden von Personen mit Rückenmarksverletzungen (SCI) führt. . Während diese Ergebnisse auf ein erhebliches Potenzial für die Wiederherstellung der Mobilität auch nach einer vollständigen motorischen Lähmung hinweisen, basiert das chronische ESS auf einem kostenintensiven implantierbaren Gerät sowie einem teuren und invasiven chirurgischen Eingriff. Die Forscher haben eine kostengünstige Alternative zu ESS entwickelt – die nicht-invasive, transkutane elektrische Stimulation des Rückenmarks (TSS). Vorläufige Arbeiten zeigen, dass diese neuromodulatorische Strategie eine ausreichende Spezifität bietet, um multisegmentale dorsale Nervenwurzeln selektiv zu stimulieren, Schrittbewegungen zu ermöglichen und die Haltungskontrolle beim Sitzen und Stehen bei Personen mit motorischer vollständiger Querschnittlähmung zu verbessern. Die Ähnlichkeiten zwischen den Wirkungen von ESS und TSS sind von entscheidender Bedeutung für die Steuerung individuellerer neuromodulatorischer Ansätze zur Verbesserung der motorischen Funktion und Mobilität nach SCI, wurden jedoch nicht direkt bei denselben Probanden verglichen.

Diese Studie konzentriert sich auf die Untersuchung der Auswirkungen und Mechanismen jeder spinalen Neuromodulationsstrategie bei der Wiedererlangung des selbstunterstützten Stehens. Die Wiederherstellung der Gleichgewichtskontrolle ist nicht nur eines der am meisten gewünschten Ziele von Menschen mit Lähmungen, sie stellt auch die notwendige Grundlage für die Wiedererlangung der Gehfähigkeit dar und ist von entscheidender Bedeutung für zukünftige Therapien, die Roboter (z. B. Exoskelett-Technologien. Die Ziele dieser Studie bestehen darin, (1) das therapeutische Potenzial von TSS im Stehen bei Personen mit motorischer vollständiger Querschnittlähmung zu definieren und (2) die neurophysiologischen und funktionellen Signaturen von TSS und ESS zu identifizieren. Die zentrale Hypothese ist, dass jede der neuromodulatorischen Strategien, wenn sie individuell angepasst wird, bei Personen mit chronischer Lähmung zu einer signifikanten motorischen Erholung durch Reaktivierung und Integration von Netzwerken führen kann, die vor dem Eingriff klinisch inaktiv waren. Die Forscher gehen davon aus, dass dieser Vorschlag große Auswirkungen haben wird, da er mehrere Funktionssysteme umfasst, die zur Unabhängigkeit und Lebensqualität einer breiten Population von Personen mit Querschnittlähmung beitragen, und den ersten direkten Vergleich der invasiven und nicht-invasiven Ansätze bietet . Die Forscher schlagen eine progressive, mechanistische und translationale Studie vor, um die Auswirkungen jedes Ansatzes zu validieren, die neuroplastische Kapazität zu untersuchen, die durch aktivitätsbasiertes Training in Gegenwart von TSS verursacht wird, und TSS- und ESS-Stimulationsparadigmen als Rehabilitationsmodalitäten nach SCI zu bewerten.