Sympatisk-somatomotorisk kobling ved menneskelig ryggmargsskade

Reguleringen av kardiovaskulære systemer under muskelaktivitet er dårlig forstått hos personer med ufullstendig ryggmargsskade (SCI). Tidligere har forstyrrelser i somatomotorisk og sympatisk kontroll blitt undersøkt separat i SCI. Vi foreslår å undersøke koblingen av sympatisk og somatomotorisk kontroll fordi det er relevant å trene treningsparadigmer som er designet for å forbedre somatomotorisk funksjon eller forbedre fysisk form. Vår tilnærming vil være å måle senetrykkreflekser, frivillig muskelaktivering og blodstrøm i kneet (under skaden) og albuen (over skaden) før og etter sympatiske stimuli bestående av kuldepressor-tester, mental matematikk og et akutt anfall av trening. Disse dataene vil gi informasjon om sympatisk kontroll av blodstrømmen under muskelaktivitet. Plastisiteten til den sympatiske somatomotoriske koblingen vil også bli undersøkt ved å gjøre målinger før og etter et treningsprogram for tredemølle. Disse eksperimentene vil gjøre oss i stand til å adressere tre mål. Mål 1 vil være å karakterisere kobling av sympatiske og somatomotoriske systemer under nivået av spinalskade. Dette målet vil undersøke spinale sympatiske og motoriske reflekser og deres interaksjoner. Den vil også undersøke hvordan synkende somatomotorisk kobling forstyrres av ryggmargsskaden. I mål 2 vil vi identifisere endringer i interaksjonene mellom sympatiske og somatomotoriske systemer over en ryggradsskade. På grunn av skaden og endringene som skjer under skaden, vil den sympatisk-somatomotoriske koblingen sannsynligvis også bli forstyrret i armen. Mål 3 vil da demonstrere plastisiteten til sympatisk-somatomotorisk kobling etter treningstrening. Tre ulike åtte ukers treningstreningsprogrammer vil bli testet, inkludert 1) tredemølletrening med anstrengelsesnivå tilpasset 70-80 % av HRR 2) tredemølletrening med 30-40 % HRR. Treningstreningen vil bli testet i et randomisert crossover studiedesign med en måned mellom treningsparadigmer. Vi forventer at det vil være plastisitet av sympatisk-somatomotorisk kobling og at treningseffektene vil normalisere kontrollen av disse systemene. På grunn av skaden forventer vi imidlertid at tilpasninger vil avvike fra ikke-skadde kontroller.

Denne studien har implikasjoner for treningstrening i human SCI. Koblingen av sympatiske og somatomotoriske systemer forventes å avhenge av om treningen er rettet mot over- eller underkroppen. Gjenoppretting av funksjon krever både forbedring av kontrollen av bevegelsen så vel som i reguleringen av blodstrømmen til aktive muskelgrupper. I tillegg er denne studien viktig for å forstå den potensielle effekten av tredemølletrening på kardiovaskulær kondisjon, et tema med økende interesse hos personer med begrensninger i fysisk aktivitet.