Hersenen plus spinale stimulatie voor cervicale dwarslaesie

Voor mensen met cervicale dwarslaesie is het terugkrijgen van de handfunctie hun hoogste prioriteit. De meeste SCI's zijn motorisch incompleet, en zelfs als ze compleet zijn, zijn er vaak aanzienlijke hoeveelheden witte stof van het ruggenmerg gespaard. Het doel van dit project is het versterken van resterende verbindingen van het corticospinale kanaal (CST) na gedeeltelijk letsel met behulp van gecombineerde stimulatie van de motorische cortex en het ruggenmerg om de arm- en handfunctie te verbeteren.

Het onderzoek van het team bij ratten, dat in meer dan tien jaar onderzoek is verfijnd, toont aan dat stimulatie van de hersenen en het ruggenmerg de motorische vaardigheden bij ratten volledig herstelt na CST-letsel. Het meest significant voor de bevolking van mensen die leven met een dwarslaesie, deze aanpak is effectief in de chronische fase van letsel.

Onlangs hebben de onderzoekers dit protocol voor elektrische stimulatie vertaald naar een protocol dat snel kan worden vertaald naar mensen met behulp van niet-invasieve technieken. Bij ratten activeert een gecombineerde elektrische intermitterende theta burst-stimulatie (iTBS) van de motorische cortex met transcutane spinale gelijkstroomstimulatie (tsDCS) het cervicale ruggenmerg. Dit protocol, dat gedurende 10 dagen slechts 30 minuten per dag wordt toegediend, veroorzaakt grootschalige ontkieming van CST-verbindingen en volledig herstel van de voorpootfunctie. Dus door elektrische stimulatie van hersenen en ruggenmerg bij knaagdieren te combineren met letsel aan het corticospinale systeem, wordt duurzaam CST-axonaal ontspruiten, versterking van CST-verbindingen en herstel bereikt.

In dit voorstel zijn de onderzoekers van plan deze veelbelovende therapeutische benadering naar mensen met cervicale dwarslaesie te brengen. Het team zal mensen met chronische, motorische incomplete dwarslaesie bestuderen om de veiligheid en haalbaarheid van deze aanpak te testen. De benadering van de onderzoekers is niet-invasief en kan, indien bewezen effectief, snel worden geïntegreerd in de huidige klinische praktijk om de handfunctie te helpen herstellen bij mensen met chronische dwarslaesie.

Elke proefpersoon ondergaat vier stimulatiesessies van 4 uur of minder. Uitkomsten zijn gericht op veiligheid en neurofysiologische transmissie. De eerste sessie wordt gebruikt om de doelspier te bepalen, de optimale plaats van de hoofdhuid voor TMS-stimulatie, de cervicale tsDCS-tolerantie te beoordelen en de maximale contractiekracht van de vingers, pols en elleboog te meten. De tweede tot en met vierde sessies zullen de acute verdraagbaarheid en effecten van tsDCS beoordelen met verschillende intensiteiten en elektrodeconfiguraties in een willekeurige volgorde. Elke sessie test een andere elektrodeconfiguratie en wordt verdeeld in twee fasen. De eerste fase levert willekeurig drie blokken van 5 minuten tsDCS met verschillende gerandomiseerde intensiteiten (100%, 66% en 0% (sham) van getolereerde intensiteit, zoals bepaald in Sessie 1) en beoordeelt veranderingen in corticospinale en spinale prikkelbaarheid als reactie op TMS en perifere zenuwstimulatie (PNS) van de doelspier. In de tweede fase worden de acute effecten beoordeeld van 20 minuten tsDCS geleverd bij tweederde van de maximale verdraagbaarheid op TMS- en PNS-opgewekte reacties en uitvoering van een motorische taak. Veiligheid en verdraagbaarheid zullen te allen tijde nauwlettend worden gevolgd.