Transspinal-transkortikal parret stimulering for nevroplastisitet og utvinning etter SCI

Motorisk dysfunksjon etter SCI resulterer i betydelige personlige, sosiale og økonomiske kostnader. Sekundære komplikasjoner relatert til muskelspastisitet og motorisk dysfunksjon reduserer livskvaliteten betydelig. Rehabiliteringsinnsatsen er kompromittert fordi de fleste terapeutiske intervensjoner er sterkt avhengige av sensorisk afferent tilbakemelding som tolkes av feilfunksjonerte nevronale nettverk. På den annen side regenererer elektriske signaler over ryggraden nevroner i ryggmargen hos skadde dyr, og sammenkoblet assosiativ stimulering produserer varig nevronal plastisitet hos friske og skadde mennesker og dyr. Det eksisterer fortsatt et grunnleggende kunnskapsgap om induksjon av funksjonell nevroplastisitet og gjenoppretting av benmotorisk funksjon etter gjentatt sammenkobling av transspinalmargsstimulering med transkortikal stimulering hos personer med motorisk ufullstendig SCI. Vår sentrale arbeidshypotese er at transspinalmargsstimulering sammen med transkortikal stimulering styrker kortikospinale nevronale forbindelser, reduserer ankelspastisitet og forbedrer benmotorisk funksjon. Denne forestillingen er basert på konseptet testet i søkerens laboratorium at dette nye stimuleringsparadigmet potenserer synaptiske handlinger og aktivitet av sparte, men kompromitterte aksoner, og gir det nødvendige miljøet for funksjonell nevroplastisitet. Begrunnelsen for denne forskningsstudien er at det er behov for nevromoduleringsmetoder som effektivt kan modifisere input-output-relasjonene til kortikale og spinale nevronale veier hos personer med motorisk ufullstendig SCI. Basert på sterke foreløpige data, vil to spesifikke mål bli adressert: Spesifikt mål 1: Etablere induksjon av transspinal-transcortical paired associative stimulation (PAS) nevroplastisitet og forbedringer i sensomotorisk funksjon i ben hos personer med motorisk ufullstendig SCI når PAS administreres under robotassistert gangtrening. Kortikale og kortikospinale nevronale kretser via state-of-the-art nevrofysiologiske metoder i sittende (Mål 1A), soleus H-refleks eksitabilitet under assistert stepping (Mål 1B), og sensorimotorisk funksjon evaluert via standardiserte kliniske tester (Mål 1C) vil bli vurdert før og etter 15 økter med transspinal-transkortikal PAS levert med forsøkspersoner på liggende. Spesifikt mål 2: Etablere induksjon av transkortikal-transspinal PAS-nevroplastisitet og forbedringer i sensomotorisk funksjon i ben hos personer med motorisk ufullstendig SCI når PAS administreres under assistert stepping. Kortikal og kortikospinal nevroplastisitet via toppmoderne nevrofysiologiske metoder i sittende (Mål 2A), soleus H-refleks eksitabilitet under assistert stepping (Mål 2B), og sensomotorisk benfunksjon evaluert via standardiserte kliniske tester (Mål 2C) vil bli vurdert før og etter 15 økter med transspinal-transkortikal PAS levert under assistert stepping. Det antas at transspinal-transkortikal PAS gitt i hvile eller under assistert stepping styrker kortikospinalforbindelser, øker spinal inhibering, reduserer ankelspastisitet og forbedrer benmotorisk funksjon. Videre normaliserer transspinal-transkortikal PAS gitt under assistert stepping den unormale faseavhengige soleus H-refleksmodulasjonen som vanligvis observeres under stepping hos personer med motorisk ufullstendig SCI. For å teste prosjekthypotesene vil 12 personer med motorisk ufullstendig SCI motta 20 økter med transspinal-transcortical eller transcortical-transspinal PAS under assistert stepping. Hos personer med SCI, og vurdere forbedringer i benmotorisk funksjon med standardiserte kliniske tester. I alle fag vil vurderinger av nevroplastisitet i kortikale, kortikospinale og spinale nevronale nettverk bli administrert. Disse resultatene 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 håndtere spastisitet og forbedre motorisk funksjon etter SCI hos mennesker.