Controllo reticolospinale dei movimenti

L'esecuzione accurata del movimento è il risultato di una complessa interazione tra vari gruppi muscolari la cui attività è controllata da diverse aree del sistema nervoso centrale. Oltre al sistema corticospinale, il sistema reticolospinale filogeneticamente antico è un sistema motorio chiave che controlla diversi movimenti elementari tra cui postura, locomozione e estensione in tutti i mammiferi. In contrasto con il sistema corticospinale ampiamente studiato, c'è solo una scarsa conoscenza sulla fisiologia motoria del sistema reticolospinale funzionalmente importante nell'uomo. Il controllo motorio reticolospinale può essere valutato con il paradigma StartReact che si basa sull'attivazione dei circuiti motori reticolospinali mediante stimoli acustici sorprendenti. Il fenomeno StartReact è caratterizzato da un accorciamento del tempo di reazione al movimento che è mediato da un rilascio anticipato innescato dallo spavento di un programma motorio pianificato da parte del sistema reticolospinale. Pertanto, StartReact è uno strumento unico per esaminare il coinvolgimento reticolospinale sul controllo motorio umano in condizioni fisiologiche e patologiche. Le valutazioni StartReact saranno integrate da analisi cinematiche 3D complete e registrazioni dell'attività muscolare (ad es. elettromiografia) per ottenere informazioni quantitative sul controllo del movimento reticolospinale.

Il primo obiettivo di questo studio clinico è acquisire maggiori informazioni sui meccanismi alla base di StartReact e far progredire le conoscenze sulla fisiologia motoria reticolo-spinale in merito a diversi compiti di movimento (ad es. semplici movimenti monoarticolari, complessi movimenti multiarticolari e movimenti bilaterali delle mani) in soggetti sani. I risultati di questi esperimenti forniranno nuove informazioni sui gradienti prossimale-distale, flessore-estensore e degli arti superiori-inferiori nel controllo motorio reticolospinale di soggetti sani. Inoltre, i risultati espanderanno il paradigma StartReact a movimenti complessi e funzionalmente più rilevanti (ad es. attività di raggiungimento e passaggio che richiedono accuratezza dell'endpoint; movimenti della mano cooperativi, bilaterali) per i quali non è ancora compreso il coinvolgimento del sistema reticolo-spinale.

Il secondo obiettivo di questo progetto è utilizzare il paradigma StartReact per fare più luce sul ruolo della plasticità reticolospinale nel recupero funzionale dei pazienti con lesione del midollo spinale (SCI). Mentre i risultati preclinici sottolineano un notevole potenziale del sistema reticolospinale per gli adattamenti neuroplastici alla base del recupero funzionale, ci sono solo poche prove dagli studi clinici nel campo della LM. In primo luogo, lo studio mira a monitorare gli effetti di StartReact nei muscoli delle mani e delle gambe dei pazienti con LM acuta per un periodo di 6 mesi. Il tracciamento simultaneo degli effetti di StartReact e del recupero motorio consentirà di correlare strettamente i processi di plasticità reticolospinale al recupero funzionale nei pazienti con LM acuta. In secondo luogo, ci si concentrerà sulla riponderazione del controllo motorio discendente (es. sistema cortico- vs. reticolospinale) in risposta alla LM e indagare i distinti contributi del sistema cortico- e reticolospinale al recupero motorio nei pazienti con LM cronica.

I risultati di questo progetto faranno progredire la comprensione meccanicistica della fisiologia motoria e della capacità neurorestitutiva del sistema reticolospinale nell'uomo. Si spera che le nuove intuizioni di questi progetti si traducano in un migliore sfruttamento di questo importante sistema motorio negli studi clinici che mirano a migliorare il recupero motorio nei pazienti con LM.