頸髄連合可塑性

連想可塑性は、脊髄損傷（SCI）を有する成人などの患者集団において、機能回復を促進するために用いられてきました。 非侵襲的神経調節アプローチを用いて、運動皮質刺激と末梢神経刺激のペアリングは、主に運動皮質における感覚求心性刺激と下行性皮質刺激の収束を通じて、運動反応を増強し、可塑性を促進することが示されています。

しかし、Carmel研究室の以前の研究では、頸髄で収束するように時間調整された連想刺激は、運動皮質で収束するように時間調整された場合よりも、上肢の運動反応を有意に大きく誘発することが示されています。 連想刺激は運動反応の強化に有望であることが示されていますが、運動皮質ではなく脊髄での非侵襲的刺激の収束（脊髄連想可塑性またはSCAPと呼ばれる）による可塑性が、より大きな運動効果、そして潜在的に運動回復のより大きな促進を生み出すことができるかどうかは不明です。

本研究の目的は、運動皮質ではなく頸髄で可塑性を誘発することを目的とした、閾値下手運動皮質刺激と正中神経刺激のペアリングの効果をテストすることです。 研究者らは、上肢運動回復のための連想可塑性を最大化する非侵襲的刺激の理想的な標的に関する知識のギャップを埋めることを目指しています。 本研究の仮説は、手の運動皮質の低強度刺激と正中神経の低強度刺激をペアリングすることが、上肢筋の運動反応の増強を通じて測定される頸髄での連想可塑性を生み出すというものです。

予備データに基づき、研究者らは、SCAP-Nerveプロトコルと呼ばれる、ペアリングされた脳と末梢神経プロトコルの生理学的および行動学的効果をテストする確認研究を実施しています。 このプロトコルは、特定のTMS（経頭蓋磁気刺激）およびPNS（末梢神経刺激）パラメータを使用します：安静時運動閾値の90%で手の運動皮質を標的とし、安静時運動閾値の90%で正中神経感覚求心性線維（神経刺激パルス幅1000マイクロ秒）を標的とし、頸髄で正確に収束するように時間調整されます。

この研究はまず、通常発達成人を対象に、90回のペアリングを1セッション行い、頸髄が理想的な標的であることを確認し、手先の器用さのための感覚運動接続の連想可塑性の誘導を促進するのに十分な現在の刺激パラメータを検証します。 Carmel研究室の以前の研究では、ペアリングされた運動皮質と求心性刺激の持続効果の大きさと持続時間は、神経損傷の有無にかかわらず齧歯類で類似していることが示されています。

これが、皮質および感覚求心性線維を含む連想可塑性の理想的な標的としての頸髄の同定が、脊髄損傷や脳性麻痺などの神経学的損傷を患う人々への翻訳に役立つという、本研究の前提を駆動しています。 この研究からの成果は、これらの患者集団における有効性研究に翻訳され、この可塑性がそれらの集団にも存在するかどうかを判断することができます。 これにより、頸髄での収束のために脳と求心性標的神経刺激をペアリングすることが、手先の器用さにおいて臨床的に意味のある改善をもたらすかどうかの調査につながる可能性があります。