Neuromodulation des circuits locomoteurs spinaux pour provoquer un pas après une lésion pédiatrique de la moelle épinière

Comme chez les adultes, les enfants atteints de lésions de la moelle épinière (SCI) chez les enfants souffrent de paralysie neuromusculaire qui se traduit par l'incapacité de s'asseoir, de se tenir debout et de marcher. Interventions thérapeutiques actuelles, par ex. orthèses de jambes, fauteuils roulants, visent en grande partie à compenser la paralysie en se basant sur l'hypothèse que les dommages au système nerveux central sont permanents et irréversibles. La découverte de la moelle épinière "intelligente", connue sous le nom de générateur de motif central (CPG), a démontré que les réseaux neuronaux complexes sont capables de générer des schémas moteurs rythmiques et coordonnés et ont mis en place un changement de paradigme majeur dans les attentes des enquêteurs quant à la possibilité de récupération même avec une lésion médullaire sévère. Des études ont démontré, premièrement, qu'après une SCI, le CPG peut être "accessible", réactivé et recyclé via une rétroaction sensorielle provenant des muscles et des articulations pendant l'entraînement locomoteur basé sur l'activité (AB-LT). Deuxièmement, l'application d'une stimulation épidurale et transcutanée (TcStim) à la moelle épinière en dessous du niveau de la lésion peut augmenter la capacité neuromusculaire de mouvement volontaire, de station debout et de pas chez les adultes atteints d'une SCI motrice chronique complète. Bien que des mécanismes neuronaux pour la régulation des pas aient été démontrés chez des adultes testant une stimulation unique ou multisite, cette capacité inhérente doit être examinée chez les enfants atteints de SCI. De même, l'ajout d'une stimulation au cours de l'AB-LT chez les adultes atteints d'une SCI motrice complète a entraîné une récupération remarquable de la marche au-dessus du sol. La réponse immédiate et à long terme d'une telle exposition thérapeutique combinée et d'un entraînement ultérieur n'a pas encore été examinée chez les enfants. Les enfants atteints de SCI peuvent non seulement bénéficier de ces nouvelles approches thérapeutiques, mais également démontrer de plus grandes améliorations dans la récupération neuromusculaire en raison de la plasticité inhérente. Les travaux préliminaires des chercheurs ont démontré l'innocuité et la faisabilité de TcStim chez les enfants atteints de SCI. Par conséquent, les objectifs spécifiques de cette proposition sont de 1) étudier les mécanismes de la colonne vertébrale pour la régulation des circuits locomoteurs chez les enfants atteints de SCI à l'aide de TcStim, 2) évaluer si la combinaison d'AB-LT spécifique à la tâche et de TcStim peut potentialiser de manière aiguë l'activité musculaire des membres inférieurs. pendant la progression facilitée, et 3) évaluer les effets d'entraînement de TcStim combiné avec AB-LT pour promouvoir la capacité de progression chez les enfants non ambulatoires atteints de SCI.

Pour cette étude pilote, 8 participants âgés de 4 à 12 ans atteints d'une SCI chronique acquise, T10 et plus et non ambulatoires seront recrutés.

Pour l'objectif 1, n = 8, TcStim sera utilisé pour stimuler un ou plusieurs niveaux de la colonne vertébrale afin de produire une activité de marche/locomotrice dans les membres inférieurs. La cinématique du genou, de la hanche, de la cheville et l'électromyographie (EMG) des muscles des membres inférieurs en réponse à la stimulation seront enregistrées au cours des expériences. Les enquêteurs détermineront les paramètres de stimulation qui produisent des mouvements rythmiques avec la plus grande augmentation des excursions articulaires des membres inférieurs ainsi que de l'amplitude EMG.

Pour l'objectif 2, n = 8, TcStim sera délivré pendant que les participants tentent de faire un pas au-dessus du sol et en marchant sur un tapis roulant informatisé avec un système de support partiel du poids corporel (BWS). Les participants seront propulsés à des vitesses adaptées à leur âge et BWS optimisera la cinématique de progression. La vitesse et la quantité de soutien du poids corporel fournies lors de l'évaluation ainsi que la cinématique complète du corps et les signaux EMG des muscles du tronc et des membres inférieurs seront enregistrés lors de la marche facilitée avec et sans TcStim.

Pour l'objectif 3, n = 6, les participants recevront 60 séances d'AB-LT + Tcstim. La capacité d'initier et de terminer un pas au-dessus du sol avec et sans stimulation ainsi que la cinématique du corps entier et les signaux électromyographiques (EMG) des muscles du tronc et des membres inférieurs seront enregistrés au départ, 20, 40 et 60 séances de la thérapie combinée d'AB-LT plus TcStim.