四肢麻痺における腱移植と訓練後の神経適応

上肢の機能を回復することは、四肢麻痺患者にとって最も優先事項の一つと考えられています。 手に能動的に握る力とつまむ力を再確立するには、強力な近位筋の腱を麻痺した筋肉の腱に外科的に再接続する腱移植処置によって達成できます。 外側（キー）ピンチを回復するための一般的な手順は、肘の 3 つの屈筋の 1 つである腕橈骨筋（Br）の遠位腱を、麻痺した親指の屈筋である長母指屈筋（FPL）の腱に移植することです。 機能的ピンチの回復は、患者が新しい遠位アタッチメントを通じて親指を曲げるために Br を活性化することと、近位アタッチメントを通じて肘の屈曲を制御することをどの程度うまく学習するかによって決まります。 研究者らのこれまでの研究では、FPL への Br 移植者は、移入された Br を完全に活性化しておらず、単独または従来の治療法では最適な機能状態に到達できない可能性があることが示されています。 研究者らは、術後のタスクベースのトレーニングプログラムに参加すると、皮質の変化が促進され、機能的（ピンチ）能力に影響を与えるだろうと提案しています。

頸部SCI患者に関する最近の研究では、損傷後に実質的な皮質の再組織化が起こる可能性があることが示されているが、腱移植後の運動学習の神経基質については研究されていない。 これらの患者については、追加の介入に応じたパフォーマンスの向上に伴う脳の機能変化についてはほとんどわかっていません。 Br から FPL への伝達は、末梢からの中枢フィードバックを変化させ、腱伝達のより優れた機能的使用を達成できる新しいまたは適応的な神経経路を可能にする可能性があります。 機能的磁気共鳴画像法 (fMRI) などの神経画像化技術は、神経筋系の可塑性を理解し、成功した新規介入の神経基盤を評価するための重要なツールとなっています。 提案された研究の目的は、Br から FPL への移行後の最良の機能的結果 (最大のピンチ力) に関連する神経パターンを特定することです。 研究者らは、fMRIと機能的パフォーマンス測定を使用して、神経予測因子と筋肉再教育の相関関係を見つける予定です。 つまり、研究者らは、術後の筋肉の再教育が成功するかどうかは、新しい相乗剤と組み合わせて、移植されたBrに対する皮質の駆動力の増加に依存し、これが神経画像の結果に反映されるだろうと予想している。

研究の目的は、従来の治療後、および機能的ピンチ課題における移植されたBrの自発的活性化を改善することを目的とした追加の課題ベースのトレーニングホームプログラムに応じて、BrからFPL移植レシピエントへの神経活動を評価することです。 10 週間のトレーニング プログラムは RRD パイロット (B0583P) 研究で評価中です。これには、さまざまな上肢姿勢でのピンチ力の生成、ピンチ ダイナモメーターからのバイオフィードバック、および選択されたピンチ タスクの練習が含まれます。 研究者らは、感覚運動皮質におけるfMRI血中酸素レベル依存性（BOLD）反応の振幅と分布の増加が、術後および運動再学習を促進する介入の成功後の運動制御の改善の基礎となると予想している。

具体的な目的

1. SCI患者におけるトレーニング前のピンチ機能の皮質表現を定義します。 研究者らは、BrからFPLへの腱移行手術と従来の治療プログラムから1年後の患者における自発的ピンチに関連する皮質活性化のパターン(位置、量、強度)を定量化する予定である。 研究者らは、(H1) 脳活性化の量と強度が大きいほど、ピンチの強さとピンチ時の Br 活性化の大きさによって測定されるピンチ機能の向上に相関すると仮説を立てています。 二次分析では、脳の活性化の場所がピンチ機能 (力) と自発的な肘の屈曲に対する特異性によって変化するかどうかが判断されます。
2. タスクベースの在宅療法プログラムに対する皮質の反応を評価します。 トレーニング前からトレーニング後までのタスクベースの適応の相関関係は、fMRI を使用して評価されます。 H2: 一次運動野 (M1) と感覚皮質のより大きな活性化 (強度と量) は、肘の屈曲と比較して、ピンチで転送された Br の自発的活性化の増加につながります。 タスクベースのトレーニング結果の測定には、等尺性ピンチ力の大きさ、ピンチおよび肘屈曲時の Br 活性化の EMG 定量化が含まれます。
3. 手術およびトレーニングによって誘発された運動改善の神経サインを特定します。 H3: 指示されたタスクベースのトレーニング後、自発的ピンチ中の脳活動は、感覚運動脳領域の隣接する領域 (より大きな表現、より大きな活動) に拡張され、ピンチ時に伝達される Br 活性化を自発的に増加させる能力が促進されます。 二次分析では、トレーニングを受けた患者のピンチ活性化による脳の変化の大きさと活性化レベルを、障害のない、手術を受けていない参加者と比較します。

腱移植処置後の術後治療プロトコルは明確に定義されておらず、適用方法にも一貫性がなく、その有効性を示す証拠も不足しています。 ここで提案されている研究では、皮質の変化を調査して、結果に依存する可塑性を評価します。 したがって、移植した筋肉を再トレーニングしない人もいれば、他の人も同じように再トレーニングしない理由を予測することが可能である可能性があります。 この関係を確立することは、介入が成功するメカニズムの理解につながり、将来の治療の焦点となる可能性のある脳に基づくダイナミクスを特定できる可能性があります（例: バイオフィードバック、脳刺激など）。