Plasticidad Asociativa de la Médula Espinal Cervical

La plasticidad asociativa se ha utilizado para promover la recuperación funcional en poblaciones de pacientes, como adultos con lesiones de la médula espinal (LME). Mediante el uso de enfoques de neuromodulación no invasivos, se ha demostrado que el emparejamiento de la estimulación cortical motora y la estimulación nerviosa periférica aumenta las respuestas motoras y promueve la plasticidad, principalmente a través de la convergencia de estímulos aferentes sensoriales y estímulos corticales descendentes en la corteza motora.

Sin embargo, trabajos previos del laboratorio Carmel han demostrado que la estimulación asociativa emparejada, cronometrada para converger en la médula espinal cervical, induce respuestas motoras en las extremidades superiores significativamente mayores que si se cronometra para converger en la corteza motora. Aunque la estimulación asociativa emparejada ha mostrado potencial para fortalecer las respuestas motoras, no está claro si la plasticidad resultante de la convergencia de estímulos no invasivos en la médula espinal (denominada plasticidad asociativa de la médula espinal o SCAP) en lugar de en la corteza motora puede producir mayores efectos motores y, potencialmente, una mayor promoción de la recuperación del movimiento.

El objetivo de este estudio presente es probar los efectos de emparejar la estimulación cortical motora de la mano subumbral y la estimulación del nervio mediano, dirigidas a inducir plasticidad en la médula espinal cervical, en lugar de en la corteza motora. Los investigadores pretenden llenar un vacío de conocimiento respecto al objetivo ideal de la estimulación no invasiva para maximizar la plasticidad asociativa para la recuperación del movimiento de las extremidades superiores. La hipótesis del estudio es que el emparejamiento de la estimulación de baja intensidad de la corteza motora de la mano con la estimulación de baja intensidad del nervio mediano producirá plasticidad asociativa en la médula espinal cervical, medida a través del aumento de las respuestas motoras en los músculos de las extremidades superiores.

Basándose en datos preliminares, los investigadores están realizando un estudio confirmatorio para probar los efectos fisiológicos y conductuales del protocolo emparejado de cerebro y nervio periférico, llamado protocolo SCAP-Nervio. Este protocolo utiliza un conjunto específico de parámetros de EMT (estimulación magnética transcraneal) y ENP (estimulación nerviosa periférica): dirigir la corteza motora de la mano al 90% del umbral motor en reposo y dirigir los aferentes sensoriales del nervio mediano (con una duración del pulso de estimulación nerviosa de 1000 microsegundos) al 90% del umbral motor en reposo, cronometrados con precisión para converger en la médula espinal cervical.

Este estudio se realizará primero con una sola sesión de 90 ensayos de emparejamiento en adultos con desarrollo típico para confirmar la médula espinal cervical como el objetivo ideal y verificar que los parámetros de estimulación actuales son suficientes para promover la inducción de plasticidad asociativa de las conexiones sensorimotoras para la destreza manual. Trabajos previos del laboratorio Carmel han demostrado que la magnitud y duración de los efectos duraderos de la estimulación emparejada de la corteza motora y aferente es similar en roedores con y sin lesión neural.

Esto impulsa la premisa de este estudio: la identificación de la médula espinal cervical como un objetivo ideal para la plasticidad asociativa que involucra aferentes corticales y sensoriales informaría la traducción a personas que sufren lesiones neurológicas, como lesión de la médula espinal y parálisis cerebral. Los resultados de este estudio podrían traducirse a estudios de eficacia en estas poblaciones de pacientes para determinar si esta plasticidad también está presente en esas poblaciones. Esto podría llevar a investigar si el emparejamiento de la estimulación cerebral y la estimulación nerviosa dirigida a aferentes para converger en la médula espinal cervical puede conducir a mejoras clínicamente significativas en la destreza manual.