Stymulacja pętli zamkniętej wyzwalana EMG dla osób z urazem rdzenia kręgowego

Zarówno w modelach zwierzęcych, jak i u ludzi z urazem rdzenia kręgowego (SCI), skuteczność synaptyczna między aksonami korowo-rdzeniowymi a rdzeniowymi neuronami ruchowymi poprawiła się tymczasowo po krótkim okresie sparowanej stymulacji między korą ruchową a rdzeniem lub miejscami obwodowymi. W demonstracji stymulacji w pętli zamkniętej u szczurów po urazie rdzenia kręgowego, sygnały elektromiografii mięśni docelowych (EMG) wykorzystano do wywołania stymulacji elektrycznej rdzenia kręgowego podczas przeprowadzania przekwalifikowania fizycznego. Wyniki pokazały, że stymulacja wyzwalana przez EMG w połączeniu z przekwalifikowaniem fizycznym prowadziła do większej regeneracji motorycznej niż stymulacja bez wyzwalania lub sam trening fizyczny. Jednak w badaniach tych wykorzystano inwazyjną bezpośrednią stymulację rdzenia kręgowego na modelach gryzoni. Nie wiadomo, czy to podejście może działać nieinwazyjnie u ludzi.

Zrekrutowanych zostanie dwudziestu uczestników (10 pełnosprawnych i 10 osób z SCI). Każdy podmiot zostanie poddany pięciu różnym 20-minutowym interwencjom. Stymulacja zostanie dostarczona do kory ruchowej poprzez przezczaszkową stymulację magnetyczną (TMS), nerw pośrodkowy lub obie te metody. Stymulacja nastąpi albo, gdy pacjent jest biernie spoczynkowy, albo zostanie wyzwolona przez osiągnięcie endogennego progu EMG podczas zadania szczypania. Wyniki będą mierzone na początku badania i co 20 minut przez jedną godzinę po interwencji.

Badacze postawili hipotezę, że przez co najmniej 20 minut po stymulacji jedna sesja stymulacji wyzwalanej EMG znacznie poprawi amplitudę motorycznego potencjału wywołanego, wydłuży czas trwania okresu ciszy korowej i skróci czas wymagany do wykonania zadania z tablicą narzędziową w porównaniu z jedną sesją pasywnej stymulacji . Badacze wysuwają ponadto hipotezę, że sama stymulacja nerwu pośrodkowego wyzwalana przez EMG zapewni takie same lub większe korzyści, jak wyzwalana przez EMG TMS lub stymulacja w parze wyzwalana przez EMG.

Hipoteza 1: Jedna sesja stymulacji wyzwalanej przez EMG znacznie poprawi amplitudę motorycznego potencjału wywołanego (MEP), wydłuży czas trwania okresu ciszy korowej APB i skróci czas wymagany do wykonania zadania manualnego w porównaniu z jedną sesją pasywnej stymulacji lub jedną sesją samego dobrowolnego skurczu przez co najmniej 20 minut po stymulacji.

Hipoteza 2: sam PNS wyzwalany przez EMG spowoduje takie same lub większe efekty niż stymulacja TMS wyzwalana przez EMG lub sparowana stymulacja TMS+PNS. Wskazywałoby to, że PNS wyzwalany przez EMG może być wykorzystany jako potencjalna interwencja do dodania podczas treningu fizycznego, w warunkach, w których zastosowanie TMS jest trudne.