Nevromodulasjonsteknikker etter SCI

Gjenoppretting av bevegelse etter ryggmargsskade (SCI) har vært fokus for årevis med forskning rettet mot å lindre flere helserelaterte komorbiditeter. Spinal cord epidural stimulation (SCES) viser rehabiliteringspotensialet ved å gjenopprette bevegelse hos personer med SCI når det kombineres med intensiv bevegelsestrening. Til tross for dette potensialet, er slike protokoller sannsynligvis upraktiske når de brukes på tvers av store kliniske SCI-populasjoner på grunn av høye økonomiske kostnader. I likhet med SCES har transspinal stimulering (TS) også vist nevromodulerende fordeler ved eksternt å stimulere lumbro-sakral nevrale kretsløp for å generere trinnlignende aktiviteter hos personer med fullstendig SCI; disse teknikkene krever imidlertid også intens gangtrening. Nylig har robotiske eksoskjeletter blitt brukt som et lovende verktøy for å omgå begrensninger knyttet til arbeidsintensiv lokomotorisk trening, og har blitt trygt brukt som en effektiv tilnærming for å forbedre nivåene av fysisk aktivitet hos personer med fullstendig SCI.

Nylig arbeid har vist fordelene ved å kombinere EAW og nevromodulerende teknikker. Etter 12 uker med EAW+SCES-trening førte forbedringer i bevegelse til at forskere reduserte mengden EAW-svingassistanse til 35 % hos en person med C7 komplett SCI. Dette ble ledsaget av 573 trinn uten assistanse, som representerer 50 % av det totale antallet trinn som ble tatt i løpet av den økten. Elektromyografisk (EMG) aktivitet økte også under både stillings- og svingfaser, noe som gjenspeiler individets evne til rytmisk avfyring av lammede muskler under EAW+SCES. I tillegg ble kardio-metabolske belastninger økt under exoskeletal stepping når kombinert med SCES sammenlignet med stepping uten SCES. Deltakeren viste også en beskjeden nedgang i sin totale og regionale absolutte fettmasse. Disse foreløpige funnene tyder på at nevromodulering ved bruk av SCES med eksoskeletal ambulasjon kan gi en gjennomførbar rehabiliteringstilnærming for personer med SCI. Målet med denne studien er å undersøke og sammenligne effekten av EAW kombinert med SCES eller TS hos personer med motorisk komplett SCI. Dataene generert fra denne applikasjonen vil også gjøre det mulig for større kliniske studier å utforske måter å optimalisere eksoskeletal assistert gangtrening gjennom bruk av forskjellige nevromodulasjonsmodaliteter med SCI.

Etter et design med gjentatte mål vil 10 deltakere med kronisk, motorisk komplett (AIS A og B) SCI (alder:18-60 år) bli tilfeldig tildelt til å delta i enten 6-måneders EAW+SCES (n=5) eller EAW+TS (n=5) trening. Hele varigheten av forsøket vil være ca. 1 år for hver deltaker. Til å begynne med vil deltakerne gjennomgå 3-måneders EAW-trening (3 økter/uke), som vil bli etterfulgt av randomisering til enten en EAW+SCES-gruppe eller EAW+TS-gruppe for ytterligere 6-måneders trening (begge grupper: 3 økter /uke) og en 3-måneders oppfølgingsperiode for begge grupper. Målinger ved baseline (BL: før EAW) og 4 post-intervensjonstidspunkter vil skje hver 3. måned (P1: etter 3-måneders EAW; P2: etter 3-måneders EAW+TS eller EAW+SCES; P3: etter fullføre 6 måneder med EAW+TS eller EAW+SCES; P4: 3 måneder etter oppsigelse av EAW+TS eller EAW+SCES).

Dette pilotarbeidet vil ha tre spesifikke mål: Mål 1. Etterforskerne vil bestemme og sammenligne forbedringer av lokomotorisk kontroll etter 6 måneder med EAW+TS og EAW+SCES målt ved 10-meters ganghastighet, antall uassisterte EAW-trinn og EMG-aktivitet.

Mål 2. Etterforskerne vil bestemme og sammenligne forbedringer av kardiometabolske risikofaktorer etter 6 måneder med EAW+TS og EAW+SCES målt ved total og regional kroppssammensetning, oksygenopptak og fastende lipidprofil.

Mål 3. Etterforskerne vil bestemme og sammenligne forbedringer i blærehelsen etter 6 måneder med EAW+TS og EAW+SCES målt ved blærefylling og tømming