움직임의 세망척수 제어
척수 손상 환자의 운동 조절 및 기능 회복에 대한 세망척수계의 기여
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.
연구 개요
상태
상태
정황
정황
개입 / 치료
개입 / 치료
연구 유형
연구 유형
등록 (추정된)
등록
단계
단계
- 해당 없음
연락처 및 위치
연구 연락처
연구 연락처
- 이름: Linard Filli, Dr.
- 전화번호: +41 44 510 72 12
- 이메일: linard.filli@balgrist.ch
연구 장소
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Zurich, 스위스, 8008
- 모병
- Balgrist University Hospital
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연락하다:
- Linard Filli, Dr.
- 전화번호: +41 44 510 72 12
- 이메일: linard.filli@balgrist.ch
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참여기준
자격 기준
자격 기준
공부할 수 있는 나이
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
연구 대상 성별
설명
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
공부 계획
연구는 어떻게 설계됩니까?
디자인 세부사항
- 주 목적: 기초 과학
- 할당: 해당 없음
- 중재 모델: 단일 그룹 할당
- 마스킹: 없음(오픈 라벨)
팔의 수
무기와 개입
참가자 그룹 / 팔참가자 그룹 / 팔 |
개입 / 치료개입 / 치료 |
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실험적: 척수 손상 피험자
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StartReact: involuntary triggering of a planed movement by a loud acoustic stimulus (Transcranial magnetic stimulation). |
연구는 무엇을 측정합니까?
주요 결과 측정
주요 결과 측정
결과 측정 |
기간 |
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Loud vs. Moderate Acoustic Stimuli(LAS vs. MAS) 동안 EMG 분석(즉, 대상 근육의 움직임 반응 시간 단축)
기간: 기준선
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기준선
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근전도 분석의 변화(목표 근육의 움직임 반응 시간 단축)
기간: 기준선과 방문 1(7-14일) 사이의 움직임 반응 시간 단축의 변화.
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기준선과 방문 1(7-14일) 사이의 움직임 반응 시간 단축의 변화.
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근전도 분석의 변화(목표 근육의 움직임 반응 시간 단축)
기간: 기준선에 비해 3개월 및 6개월에 움직임 반응 시간 단축의 변화.
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기준선에 비해 3개월 및 6개월에 움직임 반응 시간 단축의 변화.
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StartReact 패러다임에서 대뇌 피질 척수 구동을 평가하기 위한 전경골근의 한 쌍의 EMG 신호의 근육 내 일관성.
기간: 기준선
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기준선
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LAS를 통한 동시 음향 자극에 의한 EMG 반사 반응(전기적 척골 신경 자극에 의해 유도됨)의 조절
기간: 기준선
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기준선
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경두개 자기 자극(TMS)을 통해 피질 척수 생리/완전성을 조사합니다.
기간: 기준선
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기준선
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2차 결과 측정
2차 결과 측정
결과 측정 |
기간 |
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3D kinematics 기반의 빠른 움직임과 느린 움직임의 움직임 패턴 분석
기간: 기준선
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기준선
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결합된 가상 현실(VR)/운동학 시스템을 기반으로 한 빠른 대 느린 도달 및 스테핑 움직임의 끝점 정확도.
기간: 기준선
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기준선
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상지 기능을 측정하기 위한 GRASSP(Graded Redefined Assessment of Strength, Sensibility, and Prehension)(SCI에만 해당)
기간: 결과는 이 연구의 2개 하위 프로젝트에 사용됩니다. 하나의 하위 프로젝트는 척수 손상 후 > 12개월에 GRASSP를 수행하는 반면, 다른 하위 프로젝트는 3회 방문 시(척수 손상 후 < 1, 3 및 6개월에 GRASSP를 수행합니다. 코드 부상).
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결과는 이 연구의 2개 하위 프로젝트에 사용됩니다. 하나의 하위 프로젝트는 척수 손상 후 > 12개월에 GRASSP를 수행하는 반면, 다른 하위 프로젝트는 3회 방문 시(척수 손상 후 < 1, 3 및 6개월에 GRASSP를 수행합니다. 코드 부상).
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척수 손상의 신경학적 분류에 대한 국제 표준(ISNCSCI)(SCI에만 해당)
기간: 결과는 이 연구의 2개 하위 프로젝트에 사용됩니다. 하나의 하위 프로젝트는 척수 손상 후 > 12개월에 ISNCSCI를 수행하는 반면, 다른 하위 프로젝트는 3회 방문 시(척수 손상 후 < 1, 3 및 6개월에 ISNCSCI를 수행합니다. 코드 부상).
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결과는 이 연구의 2개 하위 프로젝트에 사용됩니다. 하나의 하위 프로젝트는 척수 손상 후 > 12개월에 ISNCSCI를 수행하는 반면, 다른 하위 프로젝트는 3회 방문 시(척수 손상 후 < 1, 3 및 6개월에 ISNCSCI를 수행합니다. 코드 부상).
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10미터 걷기 테스트(SCI에만 해당)
기간: 기준선
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기준선
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6분 걷기 테스트(SCI만 해당)
기간: 기준선
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기준선
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MAS(Modified Ashworth Scale)(SCI에만 해당)
기간: 기준선
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기준선
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공동 작업자 및 조사자
수사관
수사관
- 수석 연구원: Patrick Freund, Prof. Dr., University of Zurich
연구 기록 날짜
연구 주요 날짜
연구 시작 (실제)
연구 시작
기본 완료 (추정된)
기본 완료
연구 완료 (추정된)
연구 완료
연구 등록 날짜
최초 제출
최초 제출
QC 기준을 충족하는 최초 제출
QC 기준을 충족하는 최초 제출
처음 게시됨 (실제)
처음 게시됨
연구 기록 업데이트
마지막 업데이트 게시됨 (실제)
마지막 업데이트 게시됨
QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출
QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출
마지막으로 확인됨
마지막으로 확인됨
추가 정보
이 연구와 관련된 용어
기타 연구 ID 번호
기타 연구 ID 번호
- 2021-00973
약물 및 장치 정보, 연구 문서
미국 FDA 규제 의약품 연구
미국 FDA 규제 기기 제품 연구
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