Transspinaal-transcorticale gepaarde stimulatie voor neuroplasticiteit en herstel na dwarslaesie

Motorische disfunctie na dwarslaesie resulteert in aanzienlijke persoonlijke, sociale en economische kosten. Secundaire complicaties gerelateerd aan spierspasticiteit en motorische disfunctie verminderen de kwaliteit van leven aanzienlijk. Rehabilitatie-inspanningen komen in het gedrang omdat de meeste therapeutische interventies sterk afhankelijk zijn van sensorische afferente feedback die wordt geïnterpreteerd door slecht functionerende neuronale netwerken. Aan de andere kant regenereren elektrische signalen die via de wervelkolom worden afgegeven neuronen van het ruggenmerg bij gewonde dieren, en gepaarde associatieve stimulatie produceert blijvende neuronale plasticiteit bij gezonde en gewonde mensen en dieren. Er bestaat nog steeds een fundamentele kennislacune over de inductie van functionele neuroplasticiteit en herstel van de beenmotorische functie na herhaalde koppeling van transspinale stimulatie met transcorticale stimulatie bij mensen met motorische onvolledige dwarslaesie. Onze centrale werkhypothese is dat stimulatie van het ruggenmerg in combinatie met transcorticale stimulatie corticospinale neuronale verbindingen versterkt, spasticiteit van de enkel vermindert en de beenmotoriek verbetert. Dit idee is gebaseerd op het in het laboratorium van de aanvrager geteste concept dat dit nieuwe stimulatieparadigma synaptische acties en activiteit van gespaarde maar gecompromitteerde axonen versterkt en de noodzakelijke omgeving verschaft voor functionele neuroplasticiteit. De grondgedachte van dit onderzoek is dat er neuromodulatiemethoden nodig zijn die de input-output-relaties van corticale en spinale neuronale paden bij mensen met motorische onvolledige dwarslaesie effectief kunnen wijzigen. Op basis van sterke voorlopige gegevens zullen twee specifieke doelen worden aangepakt: Specifiek doel 1: tot stand brengen van inductie van transspinaal-transcorticale gepaarde associatieve stimulatie (PAS) neuroplasticiteit en verbeteringen in been sensomotorische functie bij mensen met motorische onvolledige dwarslaesie wanneer PAS wordt toegediend tijdens robotondersteunde loop training. Corticale en corticospinale neuronale circuits via state-of-the-art neurofysiologische methoden in zit (Doel 1A), soleus H-reflex prikkelbaarheid tijdens geassisteerde stappen (Doel 1B), en sensomotorische functie geëvalueerd via gestandaardiseerde klinische tests (Doel 1C) zullen worden beoordeeld voor en na 15 sessies transspinaal-transcorticale PAS afgeleverd met proefpersonen in rugligging. Specifiek doel 2: Vaststellen van inductie van transcorticaal-transspinale PAS-neuroplasticiteit en verbetering van de sensomotorische functie van de benen bij mensen met motorische onvolledige dwarslaesie wanneer PAS wordt toegediend tijdens geassisteerde stappen. Corticale en corticospinale neuroplasticiteit via state-of-the-art neurofysiologische methoden in zit (Doel 2A), soleus H-reflex-exciteerbaarheid tijdens geassisteerde stappen (Doel 2B), en sensomotorische beenfunctie geëvalueerd via gestandaardiseerde klinische tests (Doel 2C) zullen worden beoordeeld voor en na 15 sessies van transspinaal-transcorticale PAS tijdens geassisteerde stappen. Er wordt verondersteld dat transspinaal-transcorticale PAS die in rust of tijdens geassisteerde stappen wordt toegediend, de corticospinale verbindingen versterkt, de spinale remming vergroot, de spasticiteit van de enkel vermindert en de beenmotoriek verbetert. Verder normaliseert transspinaal-transcorticale PAS die wordt afgegeven tijdens geassisteerde stappen de abnormale fase-afhankelijke soleus H-reflexmodulatie die gewoonlijk wordt waargenomen tijdens stappen bij mensen met motorische onvolledige dwarslaesie. Om de projecthypothesen te testen, zullen 12 mensen met motorische onvolledige dwarslaesie 20 sessies van transspinaal-transcorticaal of transcorticaal-transspinaal PAS krijgen tijdens geassisteerde stappen. Bij mensen met een dwarslaesie, en verbeteringen in de beenmotorische functie beoordelen met gestandaardiseerde klinische tests. Bij alle proefpersonen zullen beoordelingen van neuroplasticiteit in corticale, corticospinale en spinale neuronale netwerken worden toegediend. Deze resultaten zullen het gebied van het ruggenmergonderzoek aanzienlijk vooruit helpen en de zorgstandaard veranderen, omdat er een groot potentieel is voor de ontwikkeling van nieuwe en effectieve revalidatiestrategieën om spasticiteit te beheersen en de motorische functie na dwarslaesie bij mensen te verbeteren.