Tecniche di neuromodulazione dopo SCI

Il ripristino della locomozione a seguito di una lesione del midollo spinale (SCI) è stato al centro di anni di ricerca volta a migliorare molte delle comorbidità legate alla salute. La stimolazione epidurale del midollo spinale (SCES) mostra il potenziale riabilitativo di ripristinare la locomozione in individui con LM se combinata con un allenamento intensivo della locomozione. Nonostante questo potenziale, tali protocolli sono probabilmente poco pratici se applicati a grandi popolazioni cliniche di LM a causa degli elevati costi monetari. Simile a SCES, anche la stimolazione transspinale (TS) ha mostrato benefici neuromodulatori stimolando esternamente i circuiti neurali lombo-sacrali per generare attività simili a gradini nelle persone con SCI completa; tuttavia, queste tecniche richiedono anche un intenso allenamento alla deambulazione. Recentemente gli esoscheletri robotici sono stati utilizzati come uno strumento promettente per aggirare i limiti associati all'allenamento locomotore ad alta intensità di lavoro e sono stati utilizzati in modo sicuro come approccio efficace per migliorare i livelli di attività fisica nelle persone con LM completa.

Lavori recenti hanno dimostrato i vantaggi della combinazione di tecniche MAE e neuromodulatorie. Dopo 12 settimane di formazione EAW+SCES, i miglioramenti nella locomozione hanno portato i ricercatori a ridurre la quantità di assistenza allo swing EAW al 35% in una persona con una LM completa C7. Questo è stato accompagnato da 573 passi non assistiti, che rappresentano il 50% del numero totale di passi effettuati durante quella sessione. Anche l'attività elettromiografica (EMG) è aumentata durante le fasi di appoggio e oscillazione, riflettendo la capacità dell'individuo di attivare ritmicamente i muscoli paralizzati durante EAW+SCES. Inoltre, i carichi cardio-metabolici sono aumentati durante lo stepping esoscheletrico quando combinato con SCES rispetto allo stepping senza SCES. Il partecipante ha anche mostrato una modesta diminuzione della sua massa grassa assoluta totale e regionale. Questi risultati preliminari suggeriscono che la neuromodulazione utilizzando SCES con deambulazione esoscheletrica può fornire un approccio riabilitativo fattibile per le persone con LM. L'obiettivo del presente studio è esaminare e confrontare gli effetti del MAE combinato con SCES o TS in persone con LM completa motoria. I dati generati da questa applicazione consentiranno anche studi clinici più ampi per esplorare modi per ottimizzare l'allenamento dell'andatura assistita dall'esoscheletro attraverso l'uso di diverse modalità di neuromodulazione con SCI.

Seguendo un disegno di misurazione ripetuta, 10 partecipanti con LM cronica motoria completa (AIS A e B) (età: 18-60 anni) saranno assegnati in modo casuale a partecipare a 6 mesi di EAW + SCES (n = 5) o MAE+ST (n=5) formazione. L'intera durata della sperimentazione sarà di circa 1 anno per ciascun partecipante. Inizialmente, i partecipanti saranno sottoposti a 3 mesi di formazione EAW (3 sessioni/settimana), che saranno seguiti dalla randomizzazione in un gruppo EAW+SCES o in un gruppo EAW+TS per ulteriori 6 mesi di formazione (entrambi i gruppi: 3 sessioni /settimana) e un periodo di follow-up di 3 mesi per entrambi i gruppi. Le misurazioni al basale (BL: prima del MAE) e 4 punti temporali post-intervento avverranno ogni 3 mesi (P1: dopo i 3 mesi del MAE; P2: dopo i 3 mesi del MAE+TS o del MAE+SCES; P3: dopo completamento di 6 mesi di MAE+TS o MAE+SCES; P4: 3 mesi dopo la conclusione di MAE+TS o MAE+SCES).

Questo lavoro pilota avrà 3 obiettivi specifici: Obiettivo 1. Gli investigatori determineranno e confronteranno i miglioramenti al controllo locomotore dopo 6 mesi di EAW + TS e EAW + SCES misurati dalla velocità di camminata di 10 metri, il numero di passi EAW non assistiti e l'attività EMG.

Obiettivo 2. Gli investigatori determineranno e confronteranno i miglioramenti dei fattori di rischio cardio-metabolico dopo 6 mesi di EAW + TS e EAW + SCES misurati dalla composizione corporea totale e regionale, dall'assorbimento di ossigeno e dal profilo lipidico a digiuno.

Obiettivo 3. Gli investigatori determineranno e confronteranno i miglioramenti nella salute della vescica dopo 6 mesi di EAW + TS e EAW + SCES misurati dal riempimento e dallo svuotamento della vescica