Selkäydinliikkeen neuromodulaatio lasten selkäydinvamman jälkeen

Kuten aikuiset, lapset, joilla on selkäydinvamma (SCI), kärsivät neuromuskulaarisesta halvauksesta, joka johtaa kyvyttömyyteen istua, seistä ja kävellä. Nykyiset terapeuttiset interventiot, mm. jalkatuet, pyörätuolit, pyrkivät suurelta osin kompensoimaan halvausta, joka perustuu oletukseen, että keskushermoston vaurio on pysyvä ja peruuttamaton. "Älykkään" selkäytimen, joka tunnetaan nimellä keskuskuviogeneraattori (CPG), löytö on osoittanut, että monimutkaiset neuronaaliset verkostot pystyvät tuottamaan rytmiä ja koordinoituja motorisia malleja ja ovat tuoneet esiin suuren paradigman muutoksen tutkijoiden odotuksissa toipumismahdollisuudesta jopa vakavan SCI:n yhteydessä. Tutkimukset ovat osoittaneet ensinnäkin, että SCI:n jälkeen CPG:hen voidaan päästä käsiksi, se voidaan aktivoida uudelleen ja kouluttaa uudelleen lihaksista ja nivelistä tulevan sensorisen palautteen avulla aktiivisuuspohjaisen liikkumisharjoittelun (AB-LT) aikana. Toiseksi epiduraalisen ja transkutaanisen stimulaation (TcStim) käyttäminen selkäytimeen leesion tason alapuolella voi lisätä hermolihaskapasiteettia vapaaehtoiseen liikkumiseen, seisomiseen ja astumiseen aikuisilla, joilla on krooninen motorinen täydellinen SCI. Vaikka hermomekanismit askelsäätelyyn on osoitettu aikuisilla, jotka testaavat yhden vs. usean kohdan stimulaatiota, tämä luontainen kapasiteetti on tutkittava lapsilla, joilla on SCI. Samoin stimulaation lisääminen AB-LT:n aikana aikuisilla, joilla on motorinen täydellinen SCI, on johtanut maan päällä kävelemisen huomattavaan paranemiseen. Tällaisen yhdistetyn terapeuttisen altistuksen ja sitä seuraavan koulutuksen välitöntä ja pitkäaikaista vastetta ei ole vielä tutkittu lapsilla. Lapset, joilla on SCI, eivät välttämättä vain hyödy näistä uusista terapeuttisista lähestymistavoista, vaan myös osoittavat suurempia parannuksia hermo-lihaksen palautumisessa luontaisen plastisuuden vuoksi. Tutkijoiden esityö on osoittanut TcStimin turvallisuuden ja toteutettavuuden SCI-lapsilla. Siksi tämän ehdotuksen erityistavoitteet ovat 1) tutkia selkärangan mekanismeja liikuntapiirien säätelyssä SCI:tä sairastavilla lapsilla käyttämällä TcStimiä, 2) arvioida, voiko tehtäväkohtaisen AB-LT:n ja TcStimin yhdistelmä tehostaa akuutisti alaraajan lihasten toimintaa. helpotetun askeleen aikana, ja 3) arvioida TcStimin harjoitteluvaikutuksia yhdessä AB-LT:n kanssa, jotta voidaan edistää ei-ambulatoristen lasten, joilla on SCI, askelluskapasiteetti.

Tähän pilottitutkimukseen otetaan mukaan 8 osallistujaa, iältään 4–12 vuotta, joilla on krooninen, hankittu SCI, T10 tai sitä korkeampi ja jotka eivät ole avohoidossa.

Tavoitteelle 1, n = 8, TcStimiä käytetään stimuloimaan yhden tai useamman kohdan selkäydintasoja, jotta saadaan aikaan askellus-/liikkumisaktiivisuutta alaraajoissa. Polven, lonkan, nilkan kinematiikka ja alaraajojen lihasten elektromyografia (EMG) vasteena stimulaatiolle tallennetaan kokeiden aikana. Tutkijat määrittävät stimulaatioparametrit, jotka tuottavat rytmisiä liikkeitä, joilla on suurin lisäys alaraajan nivelten liikkeessä sekä EMG-amplitudi.

Tavoitteelle 2, n=8, TcStim toimitetaan, kun osallistujat yrittävät ottaa askeleen maan päällä ja astuvat tietokoneistettuun juoksumattoon, jossa on yläpuolinen osittaisen ruumiinpainon tukijärjestelmä (BWS). Osallistujat askellaan ikään sopivilla nopeuksilla ja askelkinematiikkaa optimoivalla BWS:llä. Arvioinnin aikana tarjotun kehon painon tuen nopeus ja määrä sekä koko kehon kinematiikka ja EMG-signaalit vartalon ja alaraajojen lihaksista tallennetaan helpotetun askeleen aikana TcStimillä ja ilman.

Tavoitteessa 3, n=6, osallistujat saavat 60 AB-LT+Tcstim-istuntoa. Kyky aloittaa ja suorittaa askel maan päällä stimulaatiolla ja ilman stimulaatiota sekä koko kehon kinematiikka ja elektromyografiset (EMG) signaalit vartalon ja alaraajojen lihaksista tallennetaan lähtötilanteessa, 20, 40 ja 60 AB-LT-yhdistelmähoidon istunnossa. plus TcStim.