Neuromodulatie bij geamputeerden van de onderste ledematen

Het algemene doel van dit werk is het onderzoeken van de veranderingen in het ruggenmerg als gevolg van amputatie van ledematen. Amputatie van ledematen resulteert in een extreme vorm van perifere zenuwbeschadiging. Schade aan perifere zenuwen, zoals bij neuropathie, verwondingen door verbrijzeling, zenuwdoorsnijding of amputatie van ledematen, resulteert vaak in chronische pijn, die gepaard kan gaan met veranderde prikkelbaarheid van spinale sensomotorische banen. Deze spinale paden worden hyperexciteerbaar vanwege een gebrek aan sensorische input, wat tonische ontremming van dalende circuits en spontane activiteit in de dorsale wortelganglia (DRG) veroorzaakt. De prikkelbaarheid van de wervelkolom kan worden gemeten met behulp van de H-reflex, waarbij elektrische stimulatie van de afferenten van de spierspoel Ia spinale motorneuronen activeert via de myotatische reflex, evenals de achterste wortelspierreflex (PRM), die wordt opgewekt door transcutane stimulatie over de dorsale wortels en wordt beschouwd als de helft van de H-reflex, exclusief de perifere primaire afferenten, maar met meervoudige wortelactivering. Spinale prikkelbaarheid is niet gemeten bij geamputeerden, maar kan een potentiële biomarker voor PLP zijn. Neuromodulatie kan de normale prikkelbaarheid van de wervelkolom herstellen en PLP verminderen, waardoor de kwaliteit van leven kan worden verbeterd bij personen met een amputatie van de onderste ledematen. De resultaten van deze studie zullen de basis vormen voor de toekomstige ontwikkeling van een neuroprothese om de prikkelbaarheid van de wervelkolom te herstellen en PLP te verminderen bij personen met een amputatie van de onderste ledematen. De proefpersonen ondergaan 5 test- en stimulatiesessies in 1 week. Er kunnen nog 3 dagen opnamesessies nodig zijn als er geen fantoompijnepisode optreedt tijdens de normale testdagen.

Specifiek doel 1: kwantificeer prikkelbaarheid van de wervelkolom. Een gebrek aan sensorische input resulteert in spinale hyperexcitabiliteit via verschillende routes, waaronder tonische ontremming van dalende circuits en spontane activiteit in de DRG. De prikkelbaarheid van het ruggenmerg is direct gerelateerd aan reflexmodulatie; verminderde of verbeterde reflexmodulatie duidt op abnormale prikkelbaarheid van het ruggenmerg. Bij mensen met een amputatie van de onderste ledematen zal de prikkelbaarheid van het ruggenmerg worden bepaald met behulp van de H-reflex en de achterste wortelspierreflex (PRM). De H-reflex wordt opgewekt met elektrische stimulatie van perifere zenuwen, waarbij afferenten van de spierspoel Ia worden geprojecteerd op spinale motorneuronen via de myotatische reflex. Stimulatie van de perifere zenuwen wekt ook een directe motorische (M) golf op. De PRM-reflex wordt opgewekt door elektrische stimulatie van de achterwortels op de rug. Het wordt beschouwd als de helft van de H-reflex, exclusief de perifere motorische efferenten, maar activeert meerdere dorsale wortels. Reflexamplitude en -latentie, drempel, rekruteringscurves en snelheidsafhankelijke depressie zullen worden gemeten en vergeleken met intacte controles. De onderzoekers veronderstellen dat H- en PRM-reflexhyperexcitabiliteit aanwezig zal zijn in het restledemaat van geamputeerden met PLP. Deze resultaten zullen inzicht geven in de rol van ledemaatamputatie op de gezondheid en prikkelbaarheid van het ruggenmerg.

Specifiek doel 2: Karakteriseren van de effecten van transcutane ruggenmergstimulatie op prikkelbaarheid van het ruggenmerg en fantoompijn.

Neuromodulatie van sensomotorische banen met behulp van transcutane elektrische zenuwstimulatie (TENS), dorsale wortelganglia-stimulatie (DRGS) en epidurale ruggenmergstimulatie (eSCS) om fantoompijn in ledematen te verminderen, is onderzocht met gemengde resultaten. De meest veelbelovende methoden voor pijnvermindering waren DRGS of lateraal geplaatste eSCS, wat aangeeft dat de DRG en dorsale wortels optimale doelen zijn voor het verminderen van PLP. Deze methoden vereisen echter chirurgische implantatie van elektroden. Transcutane ruggenmergstimulatie (tSCS) is een niet-invasieve methode voor het stimuleren van de dorsale wortels op een vergelijkbare manier als eSCS. Door activering van de primaire afferenten kan tSCS pijnroutes remmen en de hyperexcitabiliteit verminderen die tot chronische pijn leidt. Van tSCS bij mensen met een dwarslaesie is aangetoond dat het de remming van de wervelkolom herstelt en de hyperexcitabiliteit van de H-reflex vermindert. De onderzoekers veronderstellen dat tSCS PLP kan verminderen door modulatie van sensomotorische routes. Door de H- en PRM-reflexprikkelbaarheid te vergelijken die voor en na elke sessie van tSCS werd geregistreerd van het restledemaat, kon een mogelijk mechanisme van PLP worden opgehelderd. H- en PRM-reflexmodulatie, en eventuele verschillen in de mate van modulatie voor elk, kunnen meer informatie geven over de mechanismen van tSCS en hoe het sensomotorische paden moduleert. De onderzoekers zullen ook de ervaring van de proefpersonen met PLP voor en na de 5 dagen van tSCS kwantificeren en hun pijnervaringen correleren met metingen van prikkelbaarheid van de wervelkolom. De onderzoekers zullen een visuele analoge schaal en de McGill Pain Questionnaire gebruiken om veranderingen in pijnperceptie te beoordelen. De onderzoekers zullen ook een algometer gebruiken om veranderingen in de lokale pijndrempel te bepalen.