Rehabilitering og kortikal ombygging etter kirurgisk intervensjon for ryggmargsskade

Gjenoppretting av hånd- og armfunksjon er av avgjørende betydning for å redusere langtidspleiekostnader og øke livskvaliteten for personer med tetraplegi på grunn av ryggmargsskade (SCI). En undergruppe av disse individene, med skader i midten til lav cervikal ryggmarg, er kandidater for nerveoverføringskirurgi. Nerveoverføringskirurgi gjenoppretter funksjonen etter SCI gjennom kobling av overflødige, intakte donornerver til mottakernerver som oppstår ved eller under nivået av SCI. Bruken av nerveoverføring etter SCI er relativt ny og mange pasienter viser en bemerkelsesverdig gjenoppretting av hånd- og armmotorisk funksjon i månedene som følger, men andre viser en mye mer begrenset utvinning. Omfanget av utvinning er sannsynligvis delvis begrenset av variasjon i rehabilitering og evnen til den motoriske cortexen til å innlemme de nye perifere kretsene som følge av denne kirurgiske prosedyren. Det er et kritisk behov for å bestemme responsen til kortikale motoriske nettverk på nerveoverføring og rollen som rehabilitering spiller for å støtte kortikal plastisitet og motorisk utvinning. Hvis dette behovet ikke blir dekket, vil ufullstendig utvinning fra denne toppmoderne kirurgiske intervensjonen vedvare, og den potensielle anvendelsen til en bredere pasientpopulasjon vil ikke bli realisert.

Etterforskerne vil teste den sentrale hypotesen om at nerveoverføringskirurgi etter cervical SCI skaper et nytt kortikalt motornettverk, som kan støtte tilbakeføringen av fingernem hånd-/forbensfunksjon gjennom rehabiliteringsavhengig remodellering. Hypotesen er basert på 1) tidligere arbeid i en dyremodell som viser at rehabilitering omformer kortikale motoriske kart, 2) banebrytende arbeidet til en håndfull klinikere, inkludert studiesamarbeidspartneren, Justin Brown, som har brukt nerveoverføring for å omgå spinalnivåer påvirket av skade, og 3) nylig arbeid med transkraniell magnetisk stimulering (TMS) i human SCI for å kartlegge den kortikale representasjonen av armmuskler i sonen med delvis bevaring, og evnen til å forbedre hånd-arm-funksjonen gjennom intensiv robottrening hos kronisk svekkede fag. Bruken av TMS for å kartlegge kortikale motoriske nettverk vil tillate etterforskerne å måle den kortikale reorganiseringen som følge av nerveoverføring og bestemme i hvilken grad rehabilitering kan engasjere dette alternative kortikale motoriske nettverket. Begrunnelsen for de foreslåtte studiene er at en bestemmelse av mekanismene som støtter rehabiliteringsmediert utvinning etter nerveoverføring vil være nødvendig for å optimalisere og raffinere dagens kliniske praksis.