소아 척수 손상 후 스테핑을 유도하기 위한 척추 운동 회로의 신경조절

성인과 마찬가지로 어린이의 척수 손상(SCI) 어린이는 앉고 서고 걸을 수 없는 신경근 마비를 앓고 있습니다. 현재 치료 개입, 예. 다리 보조기, 휠체어는 주로 중추 신경계 손상이 영구적이고 돌이킬 수 없다는 가정에 근거하여 마비를 보상하는 것을 목표로 합니다. 중추 패턴 생성기(CPG)로 알려진 "지능형" 척수의 발견은 다음을 입증했습니다. 복잡한 신경 네트워크는 리드미컬하고 조정된 모터 패턴을 생성할 수 있으며 심각한 SCI에서도 회복 가능성에 대한 연구자의 기대에 주요 패러다임 변화를 제시했습니다. 연구는 먼저 SCI 후 활동 기반 이동 훈련(AB-LT) 동안 근육과 관절에서 발생하는 감각 피드백을 통해 CPG에 "액세스", 재활성화 및 재훈련될 수 있음을 보여주었습니다. 둘째, 병변 수준 아래의 척수에 경막외 및 경피적 자극(TcStim)을 적용하면 만성 운동 완전 SCI를 가진 성인의 수의적 운동, 서기 및 걷기에 대한 신경근 능력을 증가시킬 수 있습니다. 단일 대 다중 사이트 자극을 테스트하는 성인에서 스테핑 조절을 위한 신경 메커니즘이 입증되었지만, 이 고유 능력은 SCI가 있는 어린이에서 검사되어야 합니다. 유사하게 운동 완전 SCI를 가진 성인의 AB-LT 동안 자극을 추가하면 지상 보행이 현저하게 회복되었습니다. 이러한 복합 치료 노출과 후속 훈련의 즉각적이고 장기적인 반응은 아직 어린이에서 조사되지 않았습니다. SCI가 있는 어린이는 이러한 새로운 치료 접근법의 혜택을 받을 수 있을 뿐만 아니라 고유한 가소성으로 인해 신경근 회복이 더 크게 개선됨을 보여줄 수 있습니다. 조사관의 예비 작업은 SCI 아동에서 TcStim의 안전성과 타당성을 입증했습니다. 따라서 이 제안의 구체적인 목표는 1) TcStim을 사용하여 척수 손상 아동의 운동 회로 조절을 위한 척추 메커니즘을 조사하고, 2) 작업별 AB-LT와 TcStim의 조합이 하지 근육 활동을 급격히 강화할 수 있는지 여부를 평가하는 것입니다. 3) AB-LT와 결합된 TcStim의 훈련 효과를 평가하여 SCI가 있는 비보행 아동의 보행 능력을 촉진합니다.

이 파일럿 연구를 위해 만성, 후천성 SCI, T10 이상 및 보행이 불가능한 4-12세 참가자 8명이 모집됩니다.

목표 1, n=8의 경우, TcStim은 단일 또는 다중 부위 척추 수준을 자극하여 하지에서 걷기/이동 활동을 생성하는 데 사용됩니다. 자극에 반응하는 하지 근육의 무릎, 엉덩이, 발목 운동학 및 근전도(EMG)가 실험 중에 기록됩니다. 조사관은 EMG 진폭뿐만 아니라 하지 관절 편위가 가장 크게 증가하는 리드미컬한 움직임을 생성하는 자극 매개변수를 결정할 것입니다.

목표 2(n=8)의 경우 참가자가 지상에서 발을 디딜 때와 오버헤드 부분 체중 지지(BWS) 시스템이 있는 컴퓨터 런닝머신을 밟는 동안 TcStim이 제공됩니다. 참가자는 연령에 맞는 속도와 스테핑 운동학을 최적화하는 BWS로 밟게 됩니다. 평가 중에 제공되는 체중 지원의 속도와 양은 물론 몸통과 다리 근육의 전신 운동학 및 EMG 신호가 TcStim을 사용하거나 사용하지 않고 용이하게 걷는 동안 기록됩니다.

목표 3, n=6의 경우 참가자는 AB-LT+Tcstim의 60개 세션을 받게 됩니다. 몸통과 하지 근육의 전신 운동학 및 근전도(EMG) 신호와 함께 자극 유무에 관계없이 지상에서 단계를 시작하고 완료하는 능력은 AB-LT의 병용 요법의 기준선, 20, 40 및 60 세션에서 기록됩니다. 플러스 TcStim.