Niet-invasieve cervicale elektrische stimulatie voor dwarslaesie

Ongeveer 60% van de ruggenmergletsels vindt plaats op cervicaal niveau. De meeste verwondingen zijn anatomisch onvolledig. Het activeren van gespaarde zenuwcircuits bevordert het functionele herstel van het beschadigde zenuwstelsel. Met dit doel hebben de onderzoekers een nieuwe methode ontwikkeld voor niet-invasieve cervicale elektrische stimulatie (CES). Voorlopige gegevens tonen aan dat CES afferente sensorische of efferente motorische zenuwwortels triggert, afhankelijk van de stimulusintensiteit, resulterend in gelijktijdige activering van meerdere spieren op beide bovenste ledematen. de onderzoekers streven ernaar om CES te gebruiken om resterende circuits naar handspieren na dwarslaesie te versterken. Het herwinnen van controle over de handfunctie vertegenwoordigt de hoogste prioriteit voor personen met cervicale dwarslaesie.

Er moet echter nog veel meer worden gedaan om de onderliggende CES-mechanismen, de interacties met segmentale en supraspinale circuits en de optimale stimulatieparameters voor het verbeteren van de neurale transmissie naar de handen beter te begrijpen. Dit voorstel zal deze kwesties aanpakken.

Mechanistische experimenten: 15 valide vrijwilligers en 15 proefpersonen met motorisch onvolledig letsel aan het cervicaal ruggenmerg ondergaan systematische combinaties van CES met transcraniële magnetische stimulatie of perifere zenuwstimuli met verschillende intensiteiten, plaatsen en interstimulusintervallen.

Mechanistische hypothesen: Het conditioneren van CES-pulsen onder de drempel zal de respons op testpulsen van TMS en F-golfstimulatie van de perifere zenuw versterken, zal de respons op testpulsen van H-reflexstimulatie van de perifere zenuw verminderen, en zal de respons op testpulsen van CES boven de drempel in beide richtingen moduleren, afhankelijk van op conditioneringsstimulusinterval en -intensiteit. Deze experimenten zullen CES-circuitinteracties op zowel segmentaal als supraspinaal niveau ophelderen.

Gecombineerde CES-willekeurige bewegingsexperimenten: 15 valide vrijwilligers en 15 proefpersonen met motorische onvolledige cervicale dwarslaesie ondergaan systematische combinaties van CES met vrijwillige pols- en handbewegingen met variërende intensiteit en inspanningsniveau.

Gecombineerde CES-willekeurige bewegingshypothesen: conditionerende subthreshold CES-pulsen zullen gelijktijdige vrijwillige activering van pols- en handspieren vergemakkelijken. Suprathreshold CES remt tijdelijk gelijktijdige vrijwillige activatie van pols- en handspieren. Deze experimenten zullen licht werpen op de klinisch relevante mogelijkheid om CES te gebruiken om de respons op fysieke oefentherapie te verbeteren.

Voltooiing van de voorgestelde onderzoeken zal de timing en distributie van het CES-circuit karakteriseren, en zal in principe aantonen dat CES de fysiotherapie voor pols- en handspieren kan verbeteren. Bovendien is deze aanpak compatibel met andere interventies, waaronder behandelingen op basis van medicijnen en cellen.