Forbedrer kortikospinal eksitabilitet for å forbedre funksjonell utvinning

Gjenoppretting av øvre ekstremitetsfunksjon er ofte det øverste rehabiliteringsmålet for personer som har pådratt seg en cervikal ryggmargsskade (SCI). Etter SCI, utover forstyrrelsen forårsaket av selve skaden, begrenser maladaptiv kortikal reorganisering ytterligere nedadgående kortikospinaldrift. Derfor kan terapier som tar sikte på å øke den nedadgående driften fra kortikospinal og andre synkende supraspinale kanaler være gunstige tillegg til vanlig brukte rehabiliteringsterapier. Mens mange rehabiliteringsforskningsstrategier for å forbedre funksjon etter SCI retter seg mot spinalkretsløpet, er relativt få rehabiliterende tilnærminger rettet mot å fremme supraspinal nevroplastisitet for å redusere svekkelse ved å øke frivillig kontroll. Spektakulære høyteknologiske intervensjoner og elegante høyteknologiske resultatmål genererer mye spenning i den vitenskapelige verden. Imidlertid er den teknologiske investeringen og opplæringen som kreves for disse tilnærmingene og den tvilsomme kliniske meningsfullheten av resultatene en stor begrensning for deres virkelige verdi.

Transkraniell likestrømsstimulering (tDCS) er en klinisk tilgjengelig form for ikke-invasiv hjernestimulering (NIBS) som har vist seg å forbedre øvre ekstremitetsfunksjon hos personer med SCI. Klinisk tilgjengelighet og potensialet for forlenget modulering av kortikal eksitabilitet gjør tDCS til et attraktivt verktøy for ikke-invasiv modulering av kortikospinal eksitabilitet.

Utover tradisjonell tDCS, antyder spennende nyere studier hos ikke-funksjonshemmede individer en ny form for NIBS, transkraniell pulsert strømstimulering (tPCS), kan være mer effektiv for å indusere endringer i kortikospinal eksitabilitet. tPCS bruker ensrettede, positive strømpulser atskilt med korte interpulsintervaller i stedet for kontinuerlig likestrøm. Noen bevis fra laboratoriet vårt og andre indikerer at mønstret stimulering har større innflytelse på nevral eksitabilitet enn uniform stimulering.

Viktigere er at effekten av NIBS er avhengig av stimuleringsstedet. Siden personer med tetraplegi har bimanuelle svekkelser, har det blitt antydet at bihemisfærisk anodal (eksitatorisk) tDCS kan være av verdi. Bihemisfærisk anodal tDCS har blitt studert hos ikke-funksjonshemmede individer; denne tilnærmingen ble funnet å være trygg og var assosiert med forbedret bimanuell kontroll. Men verdien av denne tilnærmingen har ikke tidligere blitt vurdert hos personer med tetraplegi.

Forskerne foreslår en randomisert, sham-kontrollert crossover-studie der to former for NIBS (tDCS og tPCS) vil bli sammenlignet med en sham-kontroll intervensjon for å bestemme deres relative effekt for å forbedre øvre ekstremitetsstyrke og motorisk kontroll (Mål 1) og kortikospinal. eksitabilitet (mål 2) hos personer med kronisk (≥ 6 måneder) tetraplegi. Effekten av to ulike stimuleringsmontasjer, uni- og bihemisfæriske, vil også bli sammenlignet (Mål 3). Forsøkspersonene vil motta en enkelt sesjon av hver NIBS-tilstand (unihemispheric tDCS, bihemispheric tDCS, unihemispheric tPCS, bihemispheric tPCS) og en sham-kontrolltilstand.