Adattamento neurale dopo il trasferimento e l'allenamento del tendine nella tetraplegia

Il ripristino della funzione degli arti superiori è classificato tra le massime priorità per le persone con tetraplegia. Il ripristino della presa attiva e della forza di presa alla mano può essere ottenuto mediante procedure di trasferimento del tendine in cui il tendine di un muscolo prossimale forte viene riattaccato chirurgicamente al tendine di un muscolo paralizzato. Una procedura comune per ripristinare il pizzicotto laterale (chiave) consiste nel trasferire il tendine distale di uno dei tre muscoli flessori del gomito, il brachioradiale (Br) al tendine del flessore del pollice paralizzato, il flessore lungo del pollice (FPL). Il recupero del pizzico funzionale dipende da quanto bene il paziente impara ad attivare il Br per flettere il pollice attraverso il suo nuovo attacco distale, e anche a controllare la flessione del gomito attraverso il suo attacco prossimale. Il precedente lavoro dei ricercatori mostra che i destinatari da Br a FPL non attivano completamente il Br trasferito e potrebbero non raggiungere uno stato funzionale ottimale da soli o con terapie tradizionali. I ricercatori propongono che la partecipazione a un programma di formazione postoperatorio basato su attività guiderà i cambiamenti corticali che incidono sull'abilità funzionale (pizzico).

Recenti studi su individui con LM cervicale mostrano che dopo la lesione può verificarsi una sostanziale riorganizzazione corticale, ma i substrati neurali dell'apprendimento motorio dopo il trasferimento del tendine non sono stati studiati. Per questi pazienti, si sa molto poco su quali cambiamenti cerebrali funzionali accompagnino il miglioramento delle prestazioni in risposta a ulteriori interventi. Il trasferimento da Br a FPL altera il feedback centrale dalla periferia e può consentire percorsi neurali nuovi o adattativi che possono ottenere un maggiore uso funzionale del trasferimento del tendine. Le tecniche di neuroimaging, come la risonanza magnetica funzionale (fMRI) sono diventate strumenti importanti per comprendere la plasticità nel sistema neuromuscolare e per valutare le basi neurali di nuovi interventi di successo. L'obiettivo dello studio proposto è identificare il modello neurale associato ai migliori risultati funzionali (forza di presa più elevata) dopo il trasferimento da Br a FPL. I ricercatori utilizzeranno fMRI e misure di prestazioni funzionali per trovare predittori neurali e correlati della rieducazione muscolare. Cioè, i ricercatori si aspettano che il successo della rieducazione muscolare postoperatoria dipenderà dall'aumento della spinta corticale al Br trasferito in combinazione con nuovi sinergizzanti, e questo si rifletterà nei risultati dell'imaging neurale.

Lo scopo dello studio è valutare l'attività neurale da Br a destinatari di trasferimento FPL dopo la terapia convenzionale e in risposta a un ulteriore programma domiciliare di formazione basato su compiti che mira a migliorare l'attivazione volontaria del Br trasferito in compiti di pizzicamento funzionale. Il programma di allenamento di 10 settimane è in fase di valutazione nello studio RRD Pilot (B0583P) e include la produzione di forza di pizzico in diverse posture degli arti superiori, il biofeedback da un dinamometro a pizzico e la pratica di compiti di pizzico selezionati. I ricercatori prevedono che gli aumenti dell'ampiezza e della distribuzione delle risposte dipendenti dal livello di ossigeno nel sangue fMRI (BOLD) nelle cortecce sensomotorie saranno alla base del miglioramento del controllo motorio post-chirurgico e in seguito a un intervento riuscito per promuovere il riapprendimento motorio.

Obiettivi specifici

1. Definire la rappresentazione corticale della funzione pizzico pre-allenamento nei pazienti con SCI. Gli investigatori quantificheranno il pattern (posizione, volume e intensità) dell'attivazione corticale associata al pizzico volontario in individui che sono un anno dopo l'intervento chirurgico di trasferimento del tendine da Br a FPL e un programma di terapia convenzionale. I ricercatori ipotizzano che (H1) un volume e un'intensità maggiori dell'attivazione cerebrale saranno correlati a una migliore funzione di pizzico misurata dalla forza del pizzico e dall'ampiezza dell'attivazione di Br nel pizzico. Analisi secondarie determineranno se la posizione dell'attivazione cerebrale varia con la funzione di presa (forza) e la specificità relativa alla flessione volontaria del gomito.
2. Valutare la risposta corticale al programma di terapia domiciliare basato sulle attività. I correlati dell'adattamento basato sulle attività dal pre al post training saranno valutati mediante fMRI. H2: una maggiore attivazione (intensità e volume) nella corteccia motoria primaria (M1) e nella corteccia sensoriale si tradurrà in una maggiore attivazione volontaria del Br trasferito in pizzico rispetto alla flessione del gomito. Le misure dei risultati dell'allenamento basato sulle attività includeranno l'entità della forza di presa isometrica, la quantificazione EMG dell'attivazione di Br in presa e flessione del gomito.
3. Determinare le firme neurali dei miglioramenti motori indotti dalla chirurgia e dall'allenamento. H3: Dopo l'addestramento basato su compiti diretti, l'attività cerebrale durante la presa volontaria si estenderà alle aree adiacenti (rappresentazione più ampia, maggiore attività), nelle aree cerebrali sensomotorie, facilitando la capacità di aumentare volontariamente l'attivazione di Br trasferita nella presa. Le analisi secondarie metteranno a confronto le dimensioni e il livello di attivazione dei cambiamenti cerebrali con l'attivazione del pizzico nei pazienti che ricevono una formazione relativa ai partecipanti non compromessi e non chirurgici.

I protocolli di terapia postoperatoria dopo le procedure di trasferimento del tendine non sono ben definiti, applicati in modo incoerente e mancano di prove della loro efficacia. Lo studio qui proposto esaminerà il cambiamento corticale per valutare la plasticità dipendente dal risultato. Pertanto, potrebbe essere possibile prevedere perché alcuni individui non allenano nuovamente il muscolo trasferito così come altri. Stabilire questa relazione può portare alla comprensione dei meccanismi di interventi di successo e può identificare dinamiche basate sul cervello che potrebbero diventare il fulcro di trattamenti futuri (ad es. biofeedback, stimolazione cerebrale, ecc.).