網様体脊髄による運動制御
脊髄損傷患者の運動制御と機能回復に対する網状脊髄系の貢献
Accurate movement execution is a result of a complex interplay between various muscle groups whose activity is controlled by different areas of the central nervous system. Besides the corticospinal system, the phylogenetically old reticulospinal system is a key motor system controlling different elementary movements including posture, locomotion and reaching across all mammals. In contrast to the extensively investigated corticospinal system, there is only sparse knowledge on the motor physiology of the functionally important reticulospinal system in humans. Reticulospinal motor control can be assessed with the StartReact paradigm which is based on the activation of reticulospinal motor circuitries by startling acoustic stimuli. The StartReact phenomenon is characterized by a shortening in movement reaction time which is mediated by a startle-triggered, early release of a planned motor program by the reticulospinal system. Thus, StartReact is a unique tool to examine reticulospinal involvement on human motor control under physiological and pathological conditions. StartReact assessments will be supplemented by comprehensive 3-D kinematic analysis and muscle activity recordings (i.e. electromyography) to gain quantitative insights into reticulospinal movement control.
The first objective of this clinical study is to gain more insights into the mechanisms underlying StartReact and to advance the knowledge on reticulo-spinal motor physiology regarding different movement tasks (i.e. simple single-joint movements, complex multi-joint movements and bilateral hand movements) in healthy subjects. The findings of these experiments will provide new insights into proximal-distal, flexor-extensor and upper-lower extremity gradients in reticulospinal motor control of healthy subjects. Moreover, the results will expand the StartReact paradigm to complex, functionally more relevant movements (i.e. reaching and stepping tasks requiring endpoint accuracy; co-operative, bilateral hand movements) for which the involvement of the reticulo-spinal system is not yet understood.
The second goal of this project is to use the StartReact paradigm to shed more light onto the role of reticulospinal plasticity in functional recovery of patients with spinal cord injury (SCI). Whereas preclinical findings emphasize a remarkable potential of the reticulospinal system for neuroplastic adaptations underlying functional recovery, there is only little evidence from clinical trials in the field of SCI. First, the study aims at monitoring StartReact effects in hand and leg muscles of patients with acute SCI over a period of 6 months. Simultaneous tracking of StartReact effects and motor recovery will allow to closely relate processes of reticulospinal plasticity to functional recovery in patients with acute SCI. Second, the focus will be on the re-weighting of descending motor control (i.e. cortico- vs. reticulospinal system) in response to SCI and investigate the distinct contributions of the cortico- and reticulospinal system to motor recovery in patients with chronic SCI.
The findings of this project will advance the mechanistic understanding on the motor physiology and neurorestorative capacity of the reticulospinal system in humans. New insights from these projects will hopefully translate into a better exploitation of this important motor system in clinical trials that aim to improve motor recovery in patients with SCI.
調査の概要
研究の種類
入学 (推定)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究連絡先
- 名前:Linard Filli, Dr.
- 電話番号:+41 44 510 72 12
- メール:linard.filli@balgrist.ch
研究場所
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Zurich、スイス、8008
- 募集
- Balgrist University Hospital
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コンタクト:
- Linard Filli, Dr.
- 電話番号:+41 44 510 72 12
- メール:linard.filli@balgrist.ch
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
受講資格のある性別
説明
Inclusion Criteria:
- Written informed consent as documented by signature
For SCI patients:
- ASIA Impairment scale (AIS) A-D
- Focal damage at cervical (C4-C7; i.e. damage rostral of the spi-nal segments innervating the examined hand and leg muscles) or thoracic (T4-T12; i.e. damage caudal of the spinal segments innervating the m. abductor digiti minimi, but rostral of the spi-nal segments innervating the m. tibialis anterior)
- Patients with cervical SCI must reveal bilaterally intact ulnar nerves as demonstrated by normal compound motor action potential (cMAP), nerve conduction velocity (NCV) and F-wave latencies in clinical neurography.
- Patients with thoracic SCI must reveal bilaterally intact tibial and peroneal nerves as demonstrated by normal cMAP, NCV and F-wave latencies
Exclusion Criteria:
- Women who are pregnant or breast feeding
- Current neurological problems other than SCI and related impairments
- Current orthopaedic problems affecting upper and lower extremity movements
- History of alcohol abuse or the intake of psychotropic drugs
- History of major cardiac condition (e.g., infarction, insufficiency (NYHA II-IV))
- History of major pulmonary condition (e.g., chronic obstructive pulmonary disease (GOLD II-IV))
- Current major depression or psychosis
- Fever of unknown origin
研究計画
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
- 主な目的:基礎科学
- 割り当て:なし
- 介入モデル:単一グループの割り当て
- マスキング:なし(オープンラベル)
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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実験的:脊髄損傷者
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StartReact: involuntary triggering of a planed movement by a loud acoustic stimulus (Transcranial magnetic stimulation). |
この研究は何を測定していますか?
主要な結果の測定
結果測定 |
時間枠 |
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大規模な音響刺激と中程度の音響刺激(LAS 対 MAS)中の EMG 分析(つまり、ターゲット筋肉の運動反応時間の短縮)
時間枠:ベースライン
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ベースライン
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EMG解析の変化(対象となる筋肉の運動反応時間の短縮など)
時間枠:ベースラインと訪問 1 (7 ~ 14 日) の間の動作反応時間の短縮の変化。
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ベースラインと訪問 1 (7 ~ 14 日) の間の動作反応時間の短縮の変化。
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EMG解析の変化(対象となる筋肉の運動反応時間の短縮など)
時間枠:ベースラインと比較した、3 か月および 6 か月での運動反応時間の短縮の変化。
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ベースラインと比較した、3 か月および 6 か月での運動反応時間の短縮の変化。
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StartReact パラダイムで皮質脊髄駆動を評価するための前脛骨筋のペアの EMG 信号の筋肉内コヒーレンス。
時間枠:ベースライン
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ベースライン
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LASによる同時音響刺激によるEMG反射反応(尺骨神経の電気刺激によって誘発される)の調節
時間枠:ベースライン
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ベースライン
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皮質脊髄の生理機能/完全性を調査するための経頭蓋磁気刺激 (TMS)。
時間枠:ベースライン
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ベースライン
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二次結果の測定
結果測定 |
時間枠 |
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3D 運動学に基づいて、速い動きと遅い動きの動きパターンを分析します。
時間枠:ベースライン
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ベースライン
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仮想現実 (VR) と運動学システムの組み合わせに基づいた、速い到達動作と遅い到達動作およびステップ動作のエンドポイント精度。
時間枠:ベースライン
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ベースライン
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上肢機能を測定するための強度、感覚、および把握力の段階的再定義評価 (GRASSP) (SCI のみ)
時間枠:この結果は、この研究の 2 つのサブプロジェクトに使用されます。1 つのサブプロジェクトは脊髄損傷後 12 か月以上の時点で GRASSP を実施しますが、もう 1 つのサブプロジェクトは 3 回の来院時 (脊髄損傷後 1、3、および 6 か月未満) に GRASSP を実施します。臍帯損傷)。
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この結果は、この研究の 2 つのサブプロジェクトに使用されます。1 つのサブプロジェクトは脊髄損傷後 12 か月以上の時点で GRASSP を実施しますが、もう 1 つのサブプロジェクトは 3 回の来院時 (脊髄損傷後 1、3、および 6 か月未満) に GRASSP を実施します。臍帯損傷)。
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脊髄損傷の神経学的分類に関する国際基準 (ISNCSCI) (SCI のみ)
時間枠:この結果は、この研究の 2 つのサブプロジェクトに使用されます。1 つのサブプロジェクトは脊髄損傷後 12 か月以上で ISNCSCI を実施しますが、もう 1 つのサブプロジェクトは 3 回の来院時に ISNCSCI を実施します (脊髄損傷後 1、3、6 か月未満)。臍帯損傷)。
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この結果は、この研究の 2 つのサブプロジェクトに使用されます。1 つのサブプロジェクトは脊髄損傷後 12 か月以上で ISNCSCI を実施しますが、もう 1 つのサブプロジェクトは 3 回の来院時に ISNCSCI を実施します (脊髄損傷後 1、3、6 か月未満)。臍帯損傷)。
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10メートル歩行テスト(SCIのみ)
時間枠:ベースライン
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ベースライン
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6分間歩行テスト(SCIのみ)
時間枠:ベースライン
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ベースライン
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修正アッシュワース スケール (MAS) (SCI のみ)
時間枠:ベースライン
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ベースライン
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協力者と研究者
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捜査官
- 主任研究者:Patrick Freund, Prof. Dr.、University of Zurich
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (推定)
研究の完了 (推定)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
この情報は、Web サイト clinicaltrials.gov から変更なしで直接取得したものです。研究の詳細を変更、削除、または更新するリクエストがある場合は、register@clinicaltrials.gov。 までご連絡ください。 clinicaltrials.gov に変更が加えられるとすぐに、ウェブサイトでも自動的に更新されます。