Transspinaalinen-transkortikaalinen parillinen stimulaatio neuroplastisuudelle ja palautumiselle SCI:n jälkeen

Motorinen toimintahäiriö SCI:n jälkeen aiheuttaa huomattavia henkilökohtaisia, sosiaalisia ja taloudellisia kustannuksia. Lihasspassiteettiin ja motorisiin toimintahäiriöihin liittyvät toissijaiset komplikaatiot heikentävät merkittävästi elämänlaatua. Kuntoutuspyrkimykset vaarantuvat, koska useimmat terapeuttiset interventiot ovat vahvasti riippuvaisia ​​aistinvaraisesta afferenttipalautteesta, jonka tulkitsevat vialliset hermosoluverkostot. Toisaalta selkärangan yli toimitetut sähköiset signaalit regeneroivat loukkaantuneissa eläimissä selkäytimen hermosoluja, ja parillinen assosiatiivinen stimulaatio tuottaa kestävää hermosolujen plastisuutta terveillä ja loukkaantuneilla ihmisillä ja eläimillä. Funktionaalisen neuroplastisuuden indusoinnista ja jalkojen motoristen toimintojen palautumisesta on edelleen olemassa perustavanlaatuinen tiedonpuute, kun transspinaalisen stimulaation ja transkortikaalisen stimulaation toistuvasti yhdistetään ihmisillä, joilla on motorisesti epätäydellinen SCI. Keskeinen työhypoteesimme on, että transspinaalinen stimulaatio yhdistettynä transkortikaaliseen stimulaatioon vahvistaa kortikospinaalisia hermosoluja, vähentää nilkan spastisuutta ja parantaa jalkojen motorista toimintaa. Tämä käsitys perustuu hakijan laboratoriossa testattuun konseptiin, jonka mukaan tämä uusi stimulaatioparadigma tehostaa säästettyjen mutta vaarantuneiden aksonien synaptisia toimia ja aktiivisuutta tarjoten tarvittavan ympäristön toiminnalliselle neuroplastisuudelle. Tämän tutkimustutkimuksen perusteluna on, että tarvitaan neuromodulaatiomenetelmiä, joilla voidaan tehokkaasti muokata aivokuoren ja selkäytimen hermosolupolkujen panos-tuotos-suhteita ihmisillä, joilla on motorisesti epätäydellinen SCI. Vahvojen alustavien tietojen perusteella käsitellään kahta erityistavoitetta: Erityinen tavoite 1: Luoda transspinaalisen transkortikaalisen parillisen assosiatiivisen stimulaation (PAS) neuroplastisuuden induktio ja jalkojen sensorimotorisen toiminnan parantaminen ihmisillä, joilla on motorisesti epätäydellinen SCI, kun PAS:ta annetaan robottiavusteisena aikana kävelyharjoittelu. Arvioidaan aivokuoren ja kortikospinaalisia hermosoluja uusimpien neurofysiologisten menetelmien avulla istuessa (tavoite 1A), soleus H-refleksin kiihtyneisyyttä avustetun askeleen aikana (tavoite 1B) ja sensorimotorista toimintaa, joka on arvioitu standardoiduilla kliinisillä testeillä (tavoite 1C). ennen ja jälkeen 15 transspinaal-transkortikaalista PAS-istuntoa koehenkilöiden ollessa selässä. Erityinen tavoite 2: Toteuttaa transkortikaali-transspinaalisen PAS-neuroplastisuuden induktio ja jalkojen sensomotorisen toiminnan parantaminen ihmisillä, joilla on motorisesti epätäydellinen SCI, kun PAS:ta annetaan avustetun askeleen aikana. Arvioidaan aivokuoren ja kortikospinaalista neuroplastisuutta uusimpien neurofysiologisten menetelmien avulla istuessa (tavoite 2A), jalkapohjan H-refleksin kiihtyneisyyttä avustetun askeleen aikana (tavoite 2B) ja jalkojen sensorimotorista toimintaa, joka arvioidaan standardoiduilla kliinisillä testeillä (tavoite 2C). ennen ja jälkeen 15 transspinaal-transkortikaalisen PAS-istunnon, joka annettiin avustetun askeleen aikana. Oletetaan, että levossa tai avustetun askeleen aikana annettu transspinaali-transkortikaalinen PAS vahvistaa kortikospinaalisia yhteyksiä, lisää selkärangan estoa, vähentää nilkan spastisuutta ja parantaa jalkojen motorista toimintaa. Lisäksi transspinaali-transkortikaalinen PAS, joka annetaan avustetun askeleen aikana, normalisoi epänormaalia vaiheesta riippuvaa jalkapohjan H-refleksimodulaatiota, joka on yleisesti havaittu askelettaessa ihmisillä, joilla on motorisesti epätäydellinen SCI. Projektihypoteesien testaamiseksi 12 henkilöä, joilla on motorinen epätäydellinen SCI, saavat 20 transspinaali-transkortikaalista tai transkortikaali-transspinaalista PAS-istuntoa avustetun askeleen aikana. Ihmisillä, joilla on SCI, ja arvioi parannuksia jalkojen motoriikassa standardoiduilla kliinisillä testeillä. Kaikille koehenkilöille suoritetaan aivokuoren, kortikospinaalisten ja selkärangan hermosoluverkostojen neuroplastisuuden arvioinnit. Nämä tulokset edistävät huomattavasti selkäydintutkimuksen alaa ja muuttavat hoidon tasoa, koska on olemassa suuri potentiaali kehittää uusia ja tehokkaita kuntoutusstrategioita spastisuuden hallitsemiseksi ja motorisen toiminnan parantamiseksi SCI:n jälkeen ihmisillä.