Stimolazione ad anello chiuso attivata da EMG per individui con lesioni al midollo spinale
La maggior parte delle persone con lesioni del midollo spinale (SCI) hanno circuiti nervosi residui. Gli investigatori mirano a rafforzare quei circuiti per migliorare il recupero motorio dopo l'infortunio. Per fare questo, i ricercatori stanno tentando di accoppiare la stimolazione elettrica e magnetica con l'allenamento fisico mirato alle connessioni tra i circuiti nervosi. Studi precedenti di altri gruppi hanno dimostrato che la forza delle sinapsi può essere migliorata temporaneamente dopo un breve periodo di stimolazione accoppiata tra il cervello (corteccia motoria) e i nervi periferici che servono i muscoli bersaglio - in altre parole, "Fuoco insieme, filo insieme".
L'intenzione del cervello di muovere un muscolo può essere letta registrando l'attività elettrica superficiale sui muscoli bersaglio (elettromiografia o EMG). Nei modelli animali di LM, gli scienziati hanno utilizzato con successo l'EMG del muscolo bersaglio per attivare gli impulsi di stimolazione elettrica del midollo spinale mentre gli animali eseguono esercizi fisici. L'utilizzo dei segnali del corpo per attivare la stimolazione nervosa è chiamato "stimolazione a circuito chiuso". Questo potrebbe essere un metodo ottimale per coordinare l'attività cerebrale e nervosa, soprattutto con il vantaggio clinico di poter essere combinato con l'esercizio fisico. Tuttavia, non è ancora noto se la stimolazione ad anello chiuso innescata dall'EMG abbia la stessa quantità di effetto quando applicata in modo non invasivo negli esseri umani.
Questo studio proposto è una prova di principio per dimostrare il potenziale della stimolazione ad anello chiuso non invasiva negli esseri umani con SCI cervicale incompleta. Testeremo diverse combinazioni di stimolazione elettrica e magnetica innescata e non, e registreremo gli effetti a breve termine sulla trasmissione nervosa e sulla funzione esperta dei muscoli della mano. Questo studio pilota sarà una base per studi futuri che combinano la stimolazione attivata dall'EMG con l'allenamento fisico a lungo termine.
Panoramica dello studio
Stato
Condizioni
Intervento / Trattamento
Descrizione dettagliata
In entrambi i modelli animali e umani con lesioni del midollo spinale (SCI), l'efficacia sinaptica tra assoni corticospinali e motoneuroni spinali è migliorata temporaneamente dopo un breve periodo di stimolazione accoppiata tra corteccia motoria e siti spinali o periferici. In una dimostrazione di stimolazione a ciclo chiuso nei ratti SCI, sono stati utilizzati segnali di elettromiografia muscolare bersaglio (EMG) per attivare la stimolazione elettrica del midollo spinale durante l'esecuzione del riaddestramento fisico. I risultati hanno mostrato che la stimolazione attivata dall'EMG più il riaddestramento fisico hanno portato a un recupero motorio maggiore rispetto alla stimolazione non attivata o al solo allenamento fisico. Tuttavia, questi studi hanno utilizzato la stimolazione diretta invasiva del midollo spinale nei modelli di roditori. Non è noto se questo approccio possa funzionare in modo non invasivo negli esseri umani.
Saranno reclutati venti partecipanti (10 normodotati e 10 soggetti con LM). Ogni soggetto sarà sottoposto a cinque diversi interventi di 20 minuti. La stimolazione verrà erogata alla corteccia motoria tramite stimolazione magnetica transcranica (TMS), il nervo mediano o entrambi. La stimolazione si verificherà mentre il soggetto è passivamente a riposo o innescata dal raggiungimento della soglia EMG endogena durante un'attività di pizzico. I risultati saranno misurati al basale e ogni 20 minuti per un'ora dopo l'intervento.
I ricercatori ipotizzano che per almeno 20 minuti dopo la stimolazione, una sessione di stimolazione attivata da EMG migliorerà significativamente l'ampiezza del potenziale evocato dal motore, aumenterà la durata del periodo di silenzio corticale e ridurrà il tempo necessario per completare un'attività di pegboard rispetto a una sessione di stimolazione erogata passivamente . I ricercatori ipotizzano inoltre che la sola stimolazione del nervo mediano attivata dall'EMG fornisca vantaggi uguali o maggiori rispetto alla TMS attivata dall'EMG o alla stimolazione accoppiata attivata dall'EMG.
Ipotesi 1: una sessione di stimolazione attivata dall'EMG migliorerà significativamente l'ampiezza del potenziale evocato motorio (MEP), aumenterà la durata del periodo di silenzio corticale dell'APB e ridurrà il tempo necessario per completare un'attività manuale del pegboard rispetto a una sessione di stimolazione erogata passivamente o una sessione di sola contrazione volontaria per almeno 20 minuti dopo la stimolazione.
Ipotesi 2: il solo PNS attivato dall'EMG produrrà effetti uguali o maggiori rispetto alla stimolazione accoppiata TMS o TMS+PNS attivata dall'EMG. Ciò indicherebbe che il PNS attivato dall'EMG potrebbe essere utilizzato come potenziale intervento da aggiungere durante l'allenamento fisico, un contesto in cui la TMS è difficile da applicare.
Tipo di studio
Iscrizione (Effettivo)
Fase
- Non applicabile
Contatti e Sedi
Luoghi di studio
-
-
New York
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Bronx, New York, Stati Uniti, 10468
- James J. Peters VA Medical Center
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Criteri di partecipazione
Criteri di ammissibilità
Età idonea allo studio
Accetta volontari sani
Sessi ammissibili allo studio
Descrizione
Criterio di inclusione:
- Età compresa tra 18 e 75 anni;
- LM cronica (più di 12 mesi dalla lesione) motoria-incompleta tra i livelli neurologici C2-C8
- Punteggio di 3 o più (su 5) al test muscolare manuale di estensione delle dita, flessione delle dita o abduzione delle dita nella mano sinistra o destra;
- Risposte rilevabili dell'onda F dell'abduttore destro o sinistro del pollice (APB) alla stimolazione del nervo mediano;
- Potenziali evocati motori rilevabili in APB sinistro o destro;
- In grado di eseguire il compito di pizzicare l'opposizione del pollice-medio con attività muscolare APB EMG rilevabile.
Criteri di esclusione:
- Lesioni multiple del midollo spinale;
- Storia di convulsioni;
- Dipendenza dal ventilatore o sito di tracheostomia patente;
- Uso di farmaci che abbassano significativamente la soglia convulsiva, come antidepressivi triciclici, anfetamine, neurolettici, dalfampridina e bupropione;
- Storia di ictus, tumore al cervello, ascesso cerebrale o sclerosi multipla;
- Storia di trauma cranico moderato o grave (perdita di coscienza per più di un'ora o evidenza di contusione cerebrale o emorragia o frattura cranica depressa su immagini precedenti);
- Storia di stimolatori cerebrali/colonna vertebrale/nervosi impiantati, clip per aneurisma, impianti metallici ferromagnetici o pacemaker/defibrillatore cardiaco;
- Arteria coronarica significativa o malattia della conduzione cardiaca;
- Anamnesi recente (negli ultimi 6 mesi) di disreflessia autonomica ricorrente, definita come una sindrome di aumento improvviso della pressione sistolica superiore a 20 mm Hg o della pressione diastolica superiore a 10 mm Hg, senza aumento della frequenza cardiaca, accompagnata da sintomi come cefalea, arrossamento del viso, sudorazione, congestione nasale e visione offuscata (questo sarà attentamente monitorato durante tutte le procedure di screening e test);
- Storia del disturbo bipolare;
- Storia del tentativo di suicidio;
- Psicosi attiva;
- Consumo pesante di alcol (superiore all'equivalente di 5 once di liquore) nelle 48 ore precedenti;
- Lesioni cutanee aperte su viso, collo, spalle o braccia;
- Gravidanza
- Non idoneo per la partecipazione allo studio come stabilito dal medico dello studio.
Piano di studio
Come è strutturato lo studio?
Dettagli di progettazione
- Scopo principale: SCIENZA BASILARE
- Assegnazione: N / A
- Modello interventistico: SINGOLO_GRUPPO
- Mascheramento: NESSUNO
Armi e interventi
Gruppo di partecipanti / Arm |
Intervento / Trattamento |
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SPERIMENTALE: Tutti gli argomenti
Tutti i soggetti sono sottoposti allo stesso protocollo completo, inclusi PNS e TMS a riposo e movimenti della mano attivi (segnali dal muscolo del pollice) innescati da PNS e TMS.
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PNS, TMS o PNS+TMS verranno consegnati mentre il partecipante esegue attività specifiche con le dita a diversi gradi di sforzo. Questo è un esperimento progettato per rilevare cambiamenti momentanei nella funzione muscolare. |
Cosa sta misurando lo studio?
Misure di risultato primarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
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Variazione dell'ampiezza del potenziale evocato motorio (MEP) della risposta del muscolo abduttore breve del pollice (APB) a singoli impulsi di TMS
Lasso di tempo: Valutato prima, poi 0, 20, 40 e 60 minuti dopo l'intervento.
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Valutato prima, poi 0, 20, 40 e 60 minuti dopo l'intervento.
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Destrezza della mano
Lasso di tempo: Valutato prima, poi 0, 20, 40 e 60 minuti dopo l'intervento.
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Esibizione a tempo su un'attività con pannello forato scanalato.
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Valutato prima, poi 0, 20, 40 e 60 minuti dopo l'intervento.
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Misure di risultato secondarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
|---|---|---|
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Forza di presa
Lasso di tempo: Valutato prima, poi 0, 20, 40 e 60 minuti dopo l'intervento.
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La forza sarà quantificata utilizzando la dinamometria wireless portatile.
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Valutato prima, poi 0, 20, 40 e 60 minuti dopo l'intervento.
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Modifica della durata del "periodo di silenzio corticale" dopo la stimolazione TMS durante la contrazione APB
Lasso di tempo: Valutato prima, poi 0, 20, 40 e 60 minuti dopo l'intervento.
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Valutato prima, poi 0, 20, 40 e 60 minuti dopo l'intervento.
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Risposte dell'onda F del muscolo APB
Lasso di tempo: Valutato prima, poi 0, 20, 40 e 60 minuti dopo l'intervento.
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Valutato prima, poi 0, 20, 40 e 60 minuti dopo l'intervento.
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Collaboratori e investigatori
Sponsor
Investigatori
- Investigatore principale: Noam Y Harel, MD, PhD, James J. Peters VA Medical Center
Studiare le date dei record
Studia le date principali
Inizio studio (EFFETTIVO)
Completamento primario (EFFETTIVO)
Completamento dello studio (EFFETTIVO)
Date di iscrizione allo studio
Primo inviato
Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità
Primo Inserito (EFFETTIVO)
Aggiornamenti dei record di studio
Ultimo aggiornamento pubblicato (EFFETTIVO)
Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC
Ultimo verificato
Maggiori informazioni
Termini relativi a questo studio
Termini MeSH pertinenti aggiuntivi
Altri numeri di identificazione dello studio
- Wu-17-18
Piano per i dati dei singoli partecipanti (IPD)
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Prove cliniche su Lesioni del midollo spinale
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