Neuromodulaatio alaraajojen amputeilla

Tämän työn yleistavoitteena on tutkia selkäytimen muutoksia raajan amputaation seurauksena. Raajan amputaatio johtaa ääreishermovaurion äärimmäiseen muotoon. Ääreishermojen vauriot, kuten neuropatia, puristusvammat, hermoleikkaus tai raajan amputaatio, johtavat usein krooniseen kipuun, joka voi liittyä selkärangan sensorimotoristen reittien muuttuneeseen kiihtyneisyyteen. Näistä selkärangan reiteistä tulee ylikiihtyneitä aistinvaraisen sisääntulon puutteen vuoksi, mikä aiheuttaa tonic-inhibitiota laskeutuvissa piireissä ja spontaanin toiminnan selkäjuuren hermosolmuissa (DRG). Selkärangan kiihtyvyys voidaan mitata H-refleksillä, jossa lihaskaran Ia-afferenttien sähköinen stimulaatio aktivoi selkärangan motoneuronit myotaattisen refleksin kautta sekä takajuurilihasrefleksin (PRM), joka saadaan aikaan transkutaanisella stimulaatiolla selän yli. juuret ja sen katsotaan olevan puolet H-refleksistä, pois lukien perifeeriset primaariset afferentit, mutta useilla juuriaktivaatioilla. Selkärangan kiihottumista ei ole mitattu amputoiduilla, mutta se voi tarjota mahdollisen biomarkkerin PLP:lle. Neuromodulaatio voi palauttaa selkärangan normaalin kiihottumisen ja vähentää PLP:tä, mikä tarjoaa mahdollisuuden parantaa elämänlaatua henkilöillä, joilla on alaraajan amputaatio. Tämän tutkimuksen tulokset tarjoavat perustan neuroproteesin tulevalle kehitykselle selkärangan kiihtymisen palauttamiseksi ja PLP:n vähentämiseksi henkilöillä, joilla on alaraajan amputaatio. Koehenkilöt käyvät läpi 5 testaus- ja stimulaatioistuntoa viikon aikana. Kolmen lisäpäivän tallennusistunnot saattavat olla tarpeen, jos haamuraajojen kipujaksoa ei esiinny normaaleina testauspäivinä.

Erityinen tavoite 1: Selkärangan kiihottuvuuden määrittäminen. Aistisyötteen puute johtaa selkärangan yliherkkyyteen useiden eri reittien kautta, mukaan lukien laskevien piirien tonic-inhibitio ja spontaani aktiivisuus DRG:ssä. Selkäytimen kiihtyvyys liittyy suoraan refleksimodulaatioon; heikentynyt tai lisääntynyt refleksimodulaatio osoittaa epänormaalia selkäytimen kiihtyneisyyttä. Selkäytimen kiihtyvyys määritetään ihmisillä, joilla on alaraajan amputaatio, käyttämällä H-refleksiä ja takajuurilihasrefleksiä (PRM). H-refleksi saadaan aikaan ääreishermojen sähköisellä stimulaatiolla, jännittävillä lihaskaran Ia-afferenteilla, jotka projisoituvat selkärangan motoneuroniin myotaattisen refleksin kautta. Ääreishermojen stimulaatio saa myös aikaan suoran motorisen (M) aallon. PRM-refleksi saadaan aikaan selän takajuurten sähköisellä stimulaatiolla. Sen katsotaan olevan puolet H-refleksistä, pois lukien perifeeriset motoriset efferentit, mutta se aktivoi useita selkäjuuria. Refleksin amplitudi ja latenssi, kynnys, rekrytointikäyrät ja nopeudesta riippuvainen lasku mitataan ja niitä verrataan ehjiin kontrolleihin. Tutkijat olettavat, että H- ja PRM-refleksien yliherkkyyttä esiintyy PLP-potilaiden jäännösraajassa. Nämä tulokset antavat käsityksen raajan amputaation roolista selkäytimen terveyteen ja kiihtymykseen.

Erityinen tavoite 2: Kuvaile transkutaanisen selkäydinstimulaation vaikutuksia selkäytimen kiihtyvyyteen ja haamuraajojen kipuun.

Sensomotoristen reittien neuromodulaatiota käyttämällä transkutaanista sähköistä hermostimulaatiota (TENS), dorsaalijuuren hermosolmujen stimulaatiota (DRGS) ja epiduraalista selkäydinstimulaatiota (eSCS) haamuraajojen kivun vähentämiseksi on tutkittu vaihtelevin tuloksin. Lupaavimmat menetelmät kivun vähentämiseen olivat DRGS tai lateraalisesti sijoitettu eSCS, mikä osoittaa, että DRG ja selkäjuuret ovat optimaalisia kohteita PLP:n vähentämiselle. Nämä menetelmät vaativat kuitenkin elektrodien kirurgisen istutuksen. Transkutaaninen selkäydinstimulaatio (tSCS) on ei-invasiivinen menetelmä selkäjuurten stimuloimiseksi samalla tavalla kuin eSCS. Ensisijaisten afferenttien aktivoinnin kautta tSCS voi estää kipureittejä ja vähentää krooniseen kipuun johtavaa yliherkkyyttä. Selkäydinvammasta kärsivien ihmisten tSCS:n on osoitettu palauttavan selkärangan eston ja vähentävän H-refleksin yliherkkyyttä. Tutkijat olettavat, että tSCS voi vähentää PLP:tä moduloimalla sensomotorisia reittejä. Vertaamalla H- ja PRM-refleksien kiihtyneisyyttä, joka on tallennettu jäännösraajasta ennen jokaista tSCS-istuntoa ja sen jälkeen, PLP:n mahdollinen mekanismi voitaisiin selvittää. H- ja PRM-refleksimodulaatio ja mahdolliset erot modulaation laajuudessa voivat antaa lisätietoa tSCS:n mekanismeista ja siitä, kuinka se moduloi sensorimotorisia reittejä. Tutkijat myös kvantifioivat koehenkilöiden PLP-kokemuksen ennen ja jälkeen 5 päivän tSCS:n ja korreloivat heidän kipukokemuksensa selkärangan kiihtyvyysmittauksiin. Tutkijat käyttävät visuaalista analogista asteikkoa ja McGill Pain Questionnairea arvioidakseen muutoksia kivun havaitsemisessa. Tutkijat käyttävät myös algometriä paikallisen kipukynnyksen muutosten määrittämiseen.