Aktivitetsavhengig transspinal stimulering i SCI

Personer med ryggmargsskade (SCI) har motorisk dysfunksjon som resulterer i betydelige sosiale, personlige og økonomiske kostnader. Robotisk gangtrening brukes ofte med sikte på å forbedre gangevnen hos disse individene. Etterforskere rapporterte nylig at robotisk gangtrening reorganiserer spinale nevronale kretsløp, forbedrer motorisk aktivitet og bidrar vesentlig til gjenoppretting av gangevne hos personer med motorisk ufullstendig SCI. Imidlertid var patologisk muskeltonus og unormale muskelaktiveringsmønstre under assistert stepping fortsatt tydelige etter flere økter med robotgangtrening. Bevegelsestrening alene kan derfor være utilstrekkelig for å styrke svake nevronale synapser som forbinder hjernen med ryggmargen eller for å optimalisere spinale nevrale kretsløp. På den annen side øker ryggmargsstimulering spiring og plastisitet av aksoner og dendritter hos spinaliserte dyr. Videre kan transkutan ryggmargsstimulering (her kalt transspinal stimulering) hos personer med SCI fremkalle rytmisk beinmuskelaktivitet når tyngdekraften elimineres. Det eksisterer fortsatt et grunnleggende kunnskapshull om induksjon av funksjonell nevroplastisitet og gjenoppretting av benmotorisk funksjon etter repeterende thoracolumbar transspinal stimulering under kroppsvektstøttet (BWS) assistert stepping hos personer med SCI. Den sentrale arbeidshypotesen i denne studien er at transspinal stimulering levert under BWS-assistert stepping gir en tonisk eksitatorisk inngang som øker den generelle responsen til ryggmargen og forbedrer motorytelsen. Etterforskerne vil ta for seg 3 spesifikke mål: Etablere induksjon av nevroplastisitet og forbedringer i sensomotorisk funksjon hos personer med motorisk ufullstendig SCI når transspinal stimulering leveres under BWS-assistert stepping ved lave frekvenser (0,3 Hz; Spesifikt mål 1) og ved høye frekvenser ( 30 Hz; spesifikt mål 2), og når BWS-assistert trinntrening gis uten transspinal stimulering (spesifikt mål 3). I alle grupper vil resultater etter 20 økter bli målt ved hjelp av toppmoderne nevrofysiologiske metoder. Den kortikospinale kretsens eksitabilitet vil bli målt via transkraniell magnetisk stimuleringsmotor fremkalte potensialer hos sittende personer (Mål 1A, 2A, 3A). Soleus H-refleks og tibialis anterior flexor refleks eksitabilitetsmønstre vil bli målt under assistert stepping (Mål 1B, 2B, 3B). Sensorimotorisk funksjon vil bli evaluert via standardiserte kliniske tester av gang og styrke (Mål 1C, 2C, 3C). I tillegg vil polyelektromyografisk analyse av koordinert muskelaktivering bli målt i detalj. Det antas at transspinal stimulering ved 30 Hz under assistert stepping forbedrer benmotorisk funksjon og reduserer ankelspastisitet mer sammenlignet med 0,3 Hz. Det er videre antatt at transspinal stimulering ved 30 Hz normaliserer den unormale faseavhengige soleus H-refleksen og flexorrefleksmodulasjonen som vanligvis observeres under stepping hos personer med motorisk ufullstendig SCI. For å teste prosjekthypotesene vil 45 personer med motorisk ufullstendig SCI bli tilfeldig tildelt 20 økter med transspinal stimulering ved 0,3 eller 30 Hz under BWS-assistert stepping eller 20 økter med BWS-assistert stepping uten transspinal stimulering (15 forsøkspersoner per gruppe) . Resultater fra dette forskningsprosjektet vil fremme betraktelig feltet ryggmargsforskning og endre standarden for omsorg fordi det er et stort potensial for utvikling av nye og effektive rehabiliteringsstrategier for å forbedre benmotorikken etter motorisk ufullstendig SCI hos mennesker.