Stimulation de la moelle épinière et respiration après une blessure

Les lésions de la moelle épinière (SCI) sont généralement associées à des déficits de contrôle moteur. Lorsqu'une blessure altère le contrôle des muscles du tronc, la fonction respiratoire est compromise, entraînant des complications respiratoires (y compris liées au COVID19), l'une des principales causes de morbidité et de mortalité chez les patients atteints de LM chronique. Cependant, aucune des modalités de réadaptation respiratoire pour cette population n'a encore fait la preuve de son efficacité clinique.

Des travaux antérieurs ont démontré que la fonction motrice respiratoire peut être améliorée en utilisant un protocole d'entraînement respiratoire à seuil de pression inspiratoire-expiratoire. Il a été constaté que ces améliorations sont associées à la plasticité basée sur l'activité motrice respiratoire et autonome. Cependant, en raison de la faible excitabilité des réseaux rachidiens sous la lésion, l'efficacité de cette intervention est limitée aux niveaux de capacité fonctionnelle conservés après la lésion.

La stimulation épidurale (scES) peut activer les réseaux rachidiens sous le niveau de la lésion de la moelle épinière. Il a été démontré que le SCES tonique au niveau lombaire chez les personnes atteintes de SCI entraînait des changements dépendant de la tension dans le schéma respiratoire et une activation volontaire accrue des muscles respiratoires en dessous du niveau de la blessure. Les données préliminaires recueillies pour cette proposition indiquent que la stimulation de la moelle épinière peut améliorer la plasticité adaptative et fournir des effets thérapeutiques amplifiés lorsqu'elle est associée à un entraînement respiratoire.

L'objectif de cette étude est d'étudier les mécanismes des réponses fonctionnelles respiratoires et motrices respiratoires au SCES comme une étape importante vers l'objectif à long terme de développer des stratégies de réadaptation efficaces fondées sur des preuves pour les patients atteints de SCI. L'hypothèse centrale est que le SCES augmente l'excitabilité des réseaux moteurs pour la respiration, ce qui entraîne une amplification de la plasticité neuronale dépendante de l'utilisation en réponse à l'entraînement respiratoire. La justification de l'étude proposée est de justifier le développement d'une nouvelle direction dans la réadaptation respiratoire en utilisant l'entraînement respiratoire en combinaison avec la stimulation électrique de la moelle épinière.

L'hypothèse centrale sera testée en poursuivant les deux objectifs spécifiques suivants :

Objectif spécifique 1 : Évaluer les effets aigus de la stimulation péridurale de la moelle épinière sur les propriétés respiratoires fonctionnelles et de contrôle moteur.

L'hypothèse est que le SCES augmente l'excitabilité du réseau moteur spinal, ce qui entraîne une augmentation des résultats fonctionnels respiratoires en raison de l'activation accrue des réseaux neuronaux spécifiques à la respiration. Une approche comparative axée sur les caractérisations cliniques et électrophysiologiques des réponses respiratoires fonctionnelles et de contrôle moteur en présence ou en l'absence de SCES chez les personnes atteintes de lésions médullaires chroniques de haut niveau sera utilisée. Le contrôle moteur respiratoire sera caractérisé à l'aide d'un test de la fonction pulmonaire, d'une électromyographie et d'enregistrements de la cinématique du tronc évalués lors d'efforts respiratoires. Au cours de ces évaluations, la pression artérielle battement par battement et la variabilité de la fréquence cardiaque / respiratoire seront évaluées pour évaluer les interactions respiratoires-cardiovasculaires.

Objectif spécifique 2 : Évaluer l'efficacité de la stimulation péridurale de la moelle épinière associée à un entraînement respiratoire.

L'hypothèse est que le SCES spécifiquement configuré combiné à un entraînement respiratoire permet une meilleure plasticité neurale dépendante de l'utilisation pour la respiration. Ces hypothèses seront confirmées si l'entraînement respiratoire combiné au SCES entraîne une amélioration significative des résultats fonctionnels par rapport aux mesures obtenues à partir des groupes de SCES uniquement ou d'entraînement respiratoire uniquement. La caractérisation physiologique des réponses fonctionnelles respiratoires et de contrôle moteur dans ces groupes sera utilisée pour identifier des effets thérapeutiques spécifiques. Ce travail sera effectué en utilisant les méthodes décrites dans le but 1 et des mesures cliniques supplémentaires, toutes évaluées avant/après la stimulation et/ou l'entraînement et pendant la période de suivi.

Cet essai clinique randomisé et contrôlé évaluera les effets de l'approche SCES pour cibler les réseaux de neurones respiratoires et testera la capacité de réadaptation de l'entraînement basé sur l'activité respiratoire en combinaison avec la stimulation de la moelle épinière appliquée par voie épidurale. De tels résultats devraient avoir un impact positif important, car, pour la première fois, les effets identifiés de cette stratégie fourniront la preuve que la fonction respiratoire peut être efficacement restaurée chez les patients atteints de lésions médullaires chroniques sévères.