Stimolazione accoppiata transspinale-transcorticale per neuroplasticità e recupero dopo LM

La disfunzione motoria dopo la LM comporta notevoli costi personali, sociali ed economici. Le complicanze secondarie legate alla spasticità muscolare e alla disfunzione motoria riducono significativamente la qualità della vita. Gli sforzi riabilitativi sono compromessi perché la maggior parte degli interventi terapeutici fa molto affidamento sul feedback afferente sensoriale che viene interpretato da reti neuronali malfunzionanti. D'altra parte, i segnali elettrici trasmessi attraverso la colonna vertebrale rigenerano i neuroni del midollo spinale negli animali feriti e la stimolazione associativa accoppiata produce una plasticità neuronale duratura negli esseri umani e negli animali sani e feriti. Esiste ancora una lacuna di conoscenza fondamentale sull'induzione della neuroplasticità funzionale e sul recupero della funzione motoria delle gambe a seguito dell'accoppiamento ripetitivo della stimolazione del midollo transspinale con la stimolazione transcorticale nelle persone con SCI motoria incompleta. La nostra ipotesi di lavoro centrale è che la stimolazione del midollo transspinale accoppiata con la stimolazione transcorticale rafforzi le connessioni neuronali corticospinali, riduca la spasticità della caviglia e migliori la funzione motoria delle gambe. Questa nozione si basa sul concetto testato nel laboratorio del richiedente che questo nuovo paradigma di stimolazione potenzia le azioni sinaptiche e l'attività degli assoni risparmiati ma compromessi fornendo l'ambiente necessario per la neuroplasticità funzionale. La logica di questo studio di ricerca è che sono necessari metodi di neuromodulazione in grado di modificare efficacemente le relazioni input-output dei percorsi neuronali corticali e spinali nelle persone con LM incompleta motoria. Sulla base di solidi dati preliminari, saranno affrontati due obiettivi specifici: Obiettivo specifico 1: Stabilire l'induzione della neuroplasticità della stimolazione associativa accoppiata transspinale-transcorticale (PAS) e il miglioramento della funzione sensomotoria delle gambe nelle persone con LM motoria incompleta quando la PAS viene somministrata durante l'assistenza robotica allenamento alla deambulazione. Saranno valutati i circuiti neuronali corticali e corticospinali mediante metodi neurofisiologici all'avanguardia in posizione seduta (Obiettivo 1A), l'eccitabilità del soleo H-riflesso durante il passo assistito (Obiettivo 1B) e la funzione sensomotoria valutata tramite test clinici standardizzati (Obiettivo 1C) prima e dopo 15 sessioni di PAS transspinale-transcorticale erogate con soggetti in posizione supina. Obiettivo specifico 2: Stabilire l'induzione della neuroplasticità PAS transcortico-transspinale e miglioramenti nella funzione sensomotoria delle gambe nelle persone con LM motoria incompleta quando la PAS viene somministrata durante il passo assistito. Verranno valutate la neuroplasticità corticale e corticospinale mediante metodi neurofisiologici all'avanguardia in posizione seduta (Obiettivo 2A), l'eccitabilità del riflesso H del soleo durante il passo assistito (Obiettivo 2B) e la funzione sensomotoria della gamba valutata tramite test clinici standardizzati (Obiettivo 2C) prima e dopo 15 sessioni di PAS transspinale-transcorticale erogate durante il passo assistito. Si ipotizza che la PAS transspinale-transcorticale erogata a riposo o durante il passo assistito rafforzi le connessioni corticospinali, aumenti l'inibizione spinale, riduca la spasticità della caviglia e migliori la funzione motoria delle gambe. Inoltre, la PAS transspinale-transcorticale erogata durante il passo assistito normalizza l'anormale modulazione del riflesso H del soleo dipendente dalla fase comunemente osservata durante il passo nelle persone con SCI motoria incompleta. Per testare le ipotesi del progetto, 12 persone con LM motoria incompleta riceveranno 20 sessioni di PAS transspinale-transcorticale o transcorticale-transspinale durante il passo assistito. Nelle persone con LM, e valutare i miglioramenti nella funzione motoria delle gambe con test clinici standardizzati. In tutti i soggetti verranno somministrate valutazioni della neuroplasticità nelle reti neuronali corticali, corticospinali e spinali. Questi risultati faranno avanzare notevolmente il campo della ricerca sul midollo spinale e cambieranno lo standard di cura perché esiste un grande potenziale per lo sviluppo di nuove ed efficaci strategie riabilitative per gestire la spasticità e migliorare la funzione motoria dopo la LM negli esseri umani.