AIH for ryggmargsreparasjon

Det overordnede målet er å utvikle effektive, klinisk anvendelige tilnærminger for å gjenopprette funksjonen i øvre lemmer (reach-and-grip) etter kronisk contusive cervical ryggmargsskade (cSCI). Nedsatt funksjon i øvre lemmer reduserer livskvaliteten betydelig for personer med cSCI. Reach-and-grip-handlinger hos dyr og mennesker styres i stor grad av kortikospinalkanalen (CST). Etterforskerne hevder at å fremme plastisitet i CST kan støtte gjenoppretting av funksjon i øvre lemmer etter cSCI. Gjentatt eksponering for akutt intermitterende hypoksi (rAIH) kombinert med motorisk trening er en sikker, minimalt invasiv behandling som fremkaller nevroplastisitet som resulterer i forbedret utvinning etter cSCI, men dens samlede effekt forblir begrenset. Hovedmålene er å: 1) forbedre rAIH/treningsinduserte ettervirkninger på forbensfunksjonen og øke forståelsen av nevronale substrater i en voksen rottemodell av kronisk contusive cSCI, og 2) bruke denne kunnskapen til å veilede utviklingen av mer effektiv rAIH /treningsmetoder for å forbedre funksjonen i øvre lemmer hos mennesker med kronisk contusive cSCI.

I spesifikt mål 1, ved å bruke en voksen rottemodell av kronisk contusive cSCI, vil etterforskerne undersøke effekten av rAIH-frekvens og dose på rAIH/treningsmediert funksjonell utvinning av den svekkede forbenet. I tillegg vil etterforskerne kombinere rAIH/trening med N-metyl-D-aspartatreseptor (NMDA)-mediert synaptisk plastisitet gjennom D-cycloserine-behandling og studere effektene på gjenoppretting av forbensfunksjonen. Immuncytokjemi med avbildningsteknikker vil bli brukt for å vurdere strukturell nevronal plastisitet i CST etter rAIH/trening. I spesifikt mål 2, hos personer med kronisk ufullstendig cSCI, veiledet av funnene i spesifikt mål 1, vil etterforskerne studere effekten av rAIH-frekvens og samtidig D-cycloserine-behandling på rAIH/treningsmediert funksjonsgjenoppretting av øvre lemmer. Etterforskerne vil grundig analysere effekten av rAIH på styrken av elektrofysiologiske og funksjonelle ettervirkninger i overekstremiteten.

Den foreslåtte forskningen vil gi ny kunnskap om rAIH/treningsmedierte funksjonelle og anatomiske ettervirkninger (Spesifikt mål 1), som skal brukes til å utvikle effektive rAIH/treningsprotokoller for personer med påfallende, funksjonelt ufullstendig, cSCI (Spesifikt mål 2). Dataene fra etterforskernes eksperimenter kan føre til klinisk anvendelige tilnærminger som forbedrer arm- og håndfunksjonsgjenoppretting etter kronisk contusive cSCI, noe som vil ha en positiv innvirkning på livskvaliteten til veteraner med cSCI. Relevansen av dette forslaget understrekes av den begrensede effekten av nåværende strategier for å forbedre funksjonen i øvre lemmer etter cSCI.