Ikke-invasiv cervikal elektrisk stimulering for SCI

Omtrent 60 % av ryggmargsskadene skjer på livmorhalsnivå. De fleste skader er anatomisk ufullstendige. Aktivering av sparte nervekretser øker funksjonell utvinning av det skadede nervesystemet. Med dette målet har etterforskerne utviklet en ny metode for ikke-invasiv cervikal elektrisk stimulering (CES). Foreløpige data viser at CES utløser afferente sensoriske eller efferente motoriske nerverøtter avhengig av stimulusintensitet, noe som resulterer i samtidig aktivering av flere muskler på begge øvre lemmer. Etterforskerne tar sikte på å bruke CES for å styrke gjenværende kretsløp til håndmuskler etter SCI. Å gjenvinne kontroll over håndfunksjonen representerer toppprioritet for personer med cervical SCI.

Imidlertid må mye mer arbeid gjøres for å bedre forstå underliggende CES-mekanismer, dens interaksjoner med segmentelle og supraspinale kretser, og dens optimale stimuleringsparametere for å forbedre nevral overføring til hendene. Dette forslaget vil ta opp disse spørsmålene.

Mekanistiske eksperimenter: 15 funksjonsfriske frivillige og 15 forsøkspersoner med motorisk ufullstendig cervikal ryggmargsskade vil gjennomgå systematiske kombinasjoner av CES med transkraniell magnetisk stimulering eller perifere nervestimuli ved varierende intensiteter, steder og interstimulusintervaller.

Mekanistiske hypoteser: Betingende CES-pulser under terskel vil potensere responser på testpulser av TMS og F-bølgestimulering av perifer nerve, vil redusere responser på testpulser av H-refleksstimulering av perifer nerve, og vil modulere respons på test overterskel CES-pulser i begge retninger avhengig av på kondisjoneringsstimulusintervall og intensitet. Disse eksperimentene vil belyse CES-kretsinteraksjoner på både segmentelle og supraspinale nivåer.

Kombinerte CES-viljebevegelseseksperimenter: 15 funksjonsfriske frivillige og 15 forsøkspersoner med motorisk ufullstendig cervikal ryggmargsskade vil gjennomgå systematiske kombinasjoner av CES med frivillige håndledds- og håndbevegelser med varierende intensitet og innsatsnivå.

Kombinerte CES-viljebevegelseshypoteser: Betingende CES-pulser under terskel vil lette samtidig frivillig aktivering av håndledd og håndmuskler. Suprathreshold CES vil forbigående hemme samtidig frivillig aktivering av håndledd og håndmuskel. Disse eksperimentene vil belyse den klinisk relevante muligheten for å bruke CES for å forbedre responsen på fysisk treningsterapi.

Gjennomføring av de foreslåtte studiene vil karakterisere CES-krets timing og distribusjon, og vil i prinsippet demonstrere potensialet for CES for å forbedre fysioterapi for håndledds- og håndmuskler. Videre er denne tilnærmingen kompatibel med andre intervensjoner, inkludert medikament- og cellebasert behandling.