Wpływ zdalnego warunkowania niedokrwiennego na używanie rąk u osób z urazem rdzenia kręgowego i stwardnieniem zanikowym bocznym

Większość urazów rdzenia kręgowego (SCI) nie jest pełnymi przecięciami, co wskazuje, że po urazie pozostają obwody nerwowe. Wykazano, że interwencje rehabilitacyjne po SCI, w tym trening fizyczny i stymulacja neuronów, reorganizują szlaki motoryczne w mózgu, przewodzie korowo-rdzeniowym (CST) i na poziomie rdzenia kręgowego; proces zwany plastycznością neuronów. Poprawa funkcjonalna spowodowana plastycznością neuronów po SCI może wynikać ze zwiększonej pobudliwości resztkowych obwodów nerwowych lub kiełkowania aksonów, co wykazano w badaniach na zwierzętach. Jednak zarówno trening fizyczny, jak i stymulacja neuronalna wymagają dużej liczby powtórzeń, a utrzymanie efektów interwencji może być ulotne. Dlatego nadal istnieje potrzeba skutecznego podejścia do synergicznej poprawy neuroplastyczności w połączeniu z innymi interwencjami. Wykazano, że zdalne kondycjonowanie niedokrwienne (RIC) promuje plastyczność neuronów i może mieć praktyczne i teoretyczne zalety, które obejmują: 1) RIC wymaga minimalnego sprzętu (zegar i ręczne urządzenie do pomiaru ciśnienia krwi); i 2) wykazano, że RIC promuje czynnik 1a indukowany niedotlenieniem (HIF-1a) i mediatory przeciwzapalne, które prawdopodobnie promują neuroplastyczność. W rzeczywistości jedno z ostatnich badań wykazało u osób sprawnych fizycznie, że wprowadzenie RIC przed interwencją w zakresie uczenia się motorycznego miało większy i trwalszy wpływ na poprawę wydajności motorycznej w porównaniu z kondycjonowaniem pozorowanym przed uczeniem motorycznym. W tym proponowanym badaniu badacze zbadają RIC w połączeniu z treningiem fizycznym w celu promowania neuroplastyczności mięśni dłoni po SCI szyjki macicy. Będzie to pierwsze badanie wprowadzające RIC w populacji SCI. Badacze wysuwają hipotezę, że RIC będzie ostro synergizować z treningiem zadań motorycznych poprzez zwiększenie pobudliwości korowo-rdzeniowej. Zidentyfikowanie podstawowych mechanizmów odpowiedzialnych za zwiększenie pobudliwości korowo-rdzeniowej, takich jak 1) zwiększone odpalanie korowe, 2) wzmocnione przekaźnictwo synaptyczne, 3) ulepszona rekrutacja neuronów ruchowych rdzenia kręgowego lub 4) inne mechanizmy, jest ważnym krokiem w promowaniu powrotu do funkcji po urazie neurologicznym. Cel 1: Określenie wpływu aktywnego i pozorowanego RIC przed jednym atakiem skurczu mięśnia na pobudliwość motoryczną korowo-rdzeniową mięśnia odwodziciela krótkiego kciuka (APB). Badacze ocenią również wewnątrzkorowe torowanie/hamowanie i profile przewodnictwa nerwów obwodowych, aby zlokalizować poziom zmian pobudliwości korowo-rdzeniowej. Cel 2: Zbadanie wpływu aktywnego i pozorowanego RIC na ogólnoustrojowe mediatory stanu zapalnego u osób z SCI. Osoby żyjące z SCI często wykazują oznaki przewlekłego stanu zapalnego i inne aspekty rozregulowanego funkcjonowania układu odpornościowego. Badania na zdrowych dorosłych wykazały, że pojedyncza aplikacja RIC może tłumić ekspresję genów zapalnych w krążących leukocytach 15 minut i 24 godziny później. Regulacja w górę cytokin zapalnych jest związana ze zmniejszoną ekspresją genów promujących neuroplastyczność, takich jak BDNF. Tutaj badacze określą, czy RIC zmniejsza ogólnoustrojowe zapalenie u osób z przewlekłym SCI, tak jak ma to miejsce u osób sprawnych fizycznie, mierząc podzbiór mediatorów stanu zapalnego we krwi przed i po RIC. Cel 3: Określenie zmian częstości akcji serca (HR), ciśnienia krwi (BP) i nasycenia tlenem (SaO2) podczas aktywnego i pozorowanego RIC u osób z niepełnym cSCI i osób sprawnych. Wykazano, że RIC jest bezpieczny w populacji zdrowej, jak również u osób z chorobami serca, a nawet u pacjentów w stanie krytycznym z krwotokiem podpajęczynówkowym. Brak jest jednak danych opisujących bezpieczeństwo stosowania RIC u osób po SCI. Uszkodzenie autonomicznego układu nerwowego (ANS) przyczynia się do rozregulowania układu sercowo-naczyniowego i może zmienić fizjologiczne reakcje na RIC. Ponadto populacja po urazie rdzenia kręgowego, szczególnie osoby z urazem rdzenia kręgowego szyjki macicy, ma powszechne upośledzenie czucia, w tym ograniczoną zdolność odczuwania bólu/dyskomfortu. Badacze będą nie tylko rejestrować odpowiedzi HR, BP i SaO2 w czasie rzeczywistym podczas RIC, ale także dokumentować skalę bólu i wszelkie działania niepożądane RIC u osób z cSCI i osób sprawnych fizycznie.