DisCIoser: Käsivarren sensorimotoristen toimintojen parantaminen selkäydinvamman jälkeen aivo-tietokonerajapinnan harjoittelun avulla (DiSCIoser)

Huolimatta suhteellisen alhaisesta esiintyvyydestään SCI edustaa tuhoisaa kroonista sairautta, johon ei vieläkään ole parannuskeinoa tai johdonmukaista lähestymistapaa puuttumiseen. Kohdunkaulan SCI vaikuttaa valtavasti elämänlaatuun, koska yläraajojen käyttö on kriittistä päivittäisen elämän perustoimintojen suorittamisessa. SCI-eläinmalleilla ja ihmisillä tehty laaja tutkimus on paljastanut, että aivokuoren ja subkortikaalinen uudelleenorganisaatio (eli etäplastisuus) tapahtuu SCI:n jälkeen ja se liittyy sensorimotorisen toiminnan palautumiseen (ihmisillä näiden näkökohtien merkitystä on korostettu lähinnä epätäydellisissä SCI). Nykyinen kuntoutus traumaattisen SCI:n jälkeen koostuu pääasiassa menetetyn/heikentyneen toiminnan intensiivisestä harjoittelusta, jonka oletetaan lisäävän säästettyjen piirien aktiivisuudesta riippuvaa plastisuutta ja johtavan siten toiminnallisiin parannuksiin. Äskettäin neuromodulatorisia interventioita, jotka kohdistuvat sensorimotorisiin järjestelmiin eri tasoilla, on sovellettu ihmisillä, joilla on SCI, yhdessä koulutuksen kanssa toiminnallisen palautumisen parantamiseksi. SCI:n neurologisessa kuntoutuksessa voi olla hyötyä myös MI-pohjaisesta kognitiivisesta harjoittelusta, joka mahdollistaa aivojen motoristen alueiden aktiivisen stimulaation edistäen aivojen plastisuutta ja positiivisia vaikutuksia motoriseen suorituskykyyn. Pyrkiessään edistämään supraspinaalisen sensorimotorisen signaloinnin ylhäältä alas osuutta SCI-kuntoutuksessa BCI-tekniikka voi tarjota perustavanlaatuisia työkaluja sensomotorisen toiminnan palauttamisen lisäksi jopa palauttamiseen. SCI-alueiden BCI-tutkimuksen pitkä historia on omistettu olennaisesti järjestelmien kehittämiseen ulkoisten laitteiden ohjaamiseksi toiminnan palauttamiseksi. Viimeaikaiset havainnot osoittavat kuitenkin, että ei-invasiivinen BCI-harjoittelu yhdistettynä intensiiviseen kuntoutukseen voi olla hyödyllistä kroonisille SCI-potilaille kävelyn ja käsivarren toiminnan palautumisen kannalta. Nykyinen tutkimus perustuu hypoteesiin, jonka mukaan SCI:n seurauksena tapahtuvan aivojen plastisuuden seuranta ja modulointi on avaintekijä kliinisesti arvokkaiden ylhäältä alas suuntautuvien kuntoutusstrategioiden muotoilussa, jotka tähtäävät sensomotorisen toiminnan palautumiseen SCI-potilailla. Tällaisen näkemyksen pohjaamiseksi tutkijat käyttävät tavoitteellista toimintakuvaharjoittelua, jota BCI ohjaa ja objektivisoi keinona aktivoida sensorimotorinen järjestelmä ja siten helpottaa neuroplastisuutta ja optimoida toiminnallista palautumista SCI:ssä subakuutin vaiheen aikana, jossa aivot ja selkärangan plastisuus on huipussaan.

Tässä tutkimuksessa tutkijat testaavat BCI-avusteisen MI-harjoittelun (enintään 12 viikkoa) paremmuutta verrattuna MI:hen, jota harjoitetaan ilman BCI-palautetta (samanlainen harjoitusasetus ja kesto) edistääkseen sensomotoristen toimintojen palautumista traumaattisilla kohdunkaulan SCI-potilailla. Päähypoteesi on, että MI:n sisällön ja erityisesti SCI-potilaiden sydäninfarktin harjoittamiseen suunnitellun ekologisen palautteen välille luominen vahvistaa MI-koulutuksen vaikutusta sensorimotoriseen järjestelmään. Primaari- ja toissijaiset tulosmittaukset (raportoitu erillisessä osiossa) sisältävät yleisimmin käytetyt kliiniset ja toiminnalliset asteikot SCI-potilaiden toipumisen arvioimiseksi. Neurofysiologiset ja neuroimaging-tulokset raportoidaan muina tulosmittauksina erillisessä istunnossa. Neuropsykologinen arviointi sisältää tarkkaavaisuustestin (TAP), Stroop-testin, polun tekemisen testin (TMT), masennuksen ja ahdistuksen arvioinnin; kehon omistus ja edustus. Lisäksi koulutuksen aikana arvioidaan motivaatiota, tyytyväisyyttä, työmäärää ja käytettävyyttä.