Kauko-iskeemisen tilan vaikutukset käsien käyttöön henkilöillä, joilla on selkäydinvamma ja amyotrofinen lateraaliskleroosi

Useimmat selkäydinvammat (SCI) eivät ole täydellisiä leikkauksia, mikä osoittaa, että vamman jälkeen on jäljellä hermopiirejä. SCI:n jälkeisten kuntoutustoimenpiteiden, mukaan lukien fyysinen harjoittelu ja hermostimulaatio, on osoitettu järjestävän uudelleen motorisia reittejä aivoissa, kortikospinaalisessa kanavassa (CST) ja selkärangan tasolla; prosessi, jota kutsutaan hermoplastiudeksi. Toiminnallinen parannus hermoston plastisuudesta SCI:n jälkeen voi johtua jäännöshermostopiirien parantuneesta kiihtyvyydestä tai aksonien itämisestä, mikä on osoitettu eläinkokeissa. Sekä fyysinen harjoittelu että hermostimulaatio vaativat kuitenkin suuren määrän toistoja, ja interventiovaikutusten säilyminen voi olla ohikiitävää. Siksi tarvitaan edelleen tehokas lähestymistapa neuroplastisuuden parantamiseksi synergistisesti yhdessä muiden interventioiden kanssa. Kauko-iskeemisen ehdon (RIC) on osoitettu edistävän hermoston plastisuutta ja sillä voi olla käytännön ja teoreettisia etuja, joita ovat: 1) RIC vaatii minimaalisen laitteiston (ajastimen ja manuaalisen verenpainelaitteen); ja 2) RIC:n on osoitettu edistävän Hypoksian aiheuttamaa tekijä 1a:ta (HIF-1a) ja anti-inflammatorisia välittäjäaineita, jotka mahdollisesti edistävät neuroplastisuutta. Itse asiassa yksi äskettäinen tutkimus on osoittanut työkykyisillä koehenkilöillä, että RIC:n käyttöönotolla ennen motorisen oppimisen interventiota oli suurempi ja pidempi vaikutus motorisen suorituskyvyn parantamiseen verrattuna huijaukseen ennen motorista oppimista. Tässä ehdotetussa tutkimuksessa tutkijat tutkivat RIC:tä yhdistettynä fyysiseen harjoitteluun edistääkseen neuroplastisuutta käsien lihaksissa kohdunkaulan SCI:n jälkeen. Tämä on ensimmäinen tutkimus, jossa RIC otetaan käyttöön SCI-populaatiossa. Tutkijat olettavat, että RIC synergisoi akuutisti motorisen tehtävän harjoittamisen kanssa lisäämällä kortikospinaalista kiihottumista. Kortikospinaalisen kiihottumisen lisäämisestä vastaavien taustalla olevien mekanismien tunnistaminen, kuten 1) lisääntynyt aivokuoren laukeaminen, 2) vahvistunut synaptinen transmissio, 3) parantunut selkäytimen motoristen hermosolujen rekrytointi tai 4) muut mekanismit, on tärkeä askel toiminnallisen palautumisen edistämisessä neurologisen vamman jälkeen. Tavoite 1: Selvittää aktiivisen ja näennäisen RIC:n vaikutukset ennen yhtä lihassupistusharjoitusta motoriseen kortikospinaaliseen kiihottumiseen abductor pollicis brevis (APB) -lihaksessa. Tutkijat arvioivat myös aivokuorensisäistä helpotusta/inhibitiota ja perifeeristen hermojen johtumisprofiileja paikallistaakseen kortikospinaalisen kiihottuvuuden muutostason. Tavoite 2: Tutkia aktiivisen vs. vale-RIC:n vaikutuksia systeemisiin tulehdusvälittäjiin yksilöillä, joilla on SCI. SCI:tä sairastavilla henkilöillä on usein merkkejä kroonisesta tulehduksesta ja muista immuunijärjestelmän toiminnan häiriintymisen näkökohdista. Työkykyisillä aikuisilla tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että yksi RIC:n käyttö voi tukahduttaa tulehdusgeenin ilmentymisen kiertävissä leukosyyteissä 15 minuuttia ja 24 tuntia myöhemmin. Tulehduksellisten sytokiinien lisääntyminen liittyy neuroplastisuutta edistävien geenien, kuten BDNF:n, vähentyneeseen ilmentymiseen. Tässä tutkijat määrittävät, vähentääkö RIC systeemistä tulehdusta kroonista SCI:tä sairastavilla henkilöillä, kuten se tekee työkykyisillä henkilöillä, mittaamalla tulehdusvälittäjien alajoukon verestä ennen ja jälkeen RIC:n. Tavoite 3: Määrittää sydämen sykkeen (HR), verenpaineen (BP) ja happisaturaation (SaO2) muutokset aktiivisen vs. vale-RIC:n aikana henkilöillä, joilla on epätäydellinen cSCI ja työkykyisillä koehenkilöillä. RIC:n on osoitettu olevan turvallinen terveellä väestöllä sekä henkilöillä, joilla on sydänsairaus ja jopa kriittisesti sairailla potilailla, joilla on subarachnoidaalinen verenvuoto. RIC:n turvallisuutta henkilöillä, joilla on SCI, ei kuitenkaan ole olemassa. Autonomisen hermoston (ANS) vauriot edistävät sydän- ja verisuonijärjestelmän säätelyhäiriöitä ja voivat muuttaa fysiologisia vasteita RIC:lle. Lisäksi SCI-populaatiolla, erityisesti niillä, joilla on kohdunkaulan SCI, on laajalle levinnyt sensorinen vajaatoiminta, mukaan lukien rajoitettu kyky tuntea kipua/epämukavuutta. Tutkijat eivät ainoastaan ​​tallenna reaaliaikaisesti HR-, BP- ja SaO2-vasteita RIC:n aikana, vaan myös dokumentoivat kipuasteikon ja RIC:n mahdolliset haittavaikutukset henkilöillä, joilla on cSCI, ja työkykyisillä koehenkilöillä.