Neuromodulacja w przypadku amputacji kończyn dolnych

Ogólnym celem pracy jest zbadanie zmian w rdzeniu kręgowym będących następstwem amputacji kończyny. Amputacja kończyny powoduje skrajną postać uszkodzenia nerwów obwodowych. Uszkodzenia nerwów obwodowych, takie jak neuropatia, urazy zmiażdżeniowe, przecięcie nerwu lub amputacja kończyny często skutkują przewlekłym bólem, który może być związany ze zmienioną pobudliwością rdzeniowych szlaków czuciowo-ruchowych. Te szlaki rdzeniowe stają się nadpobudliwe z powodu braku bodźców czuciowych, co powoduje toniczne odhamowanie obwodów zstępujących i spontaniczną aktywność w zwojach korzeni grzbietowych (DRG). Pobudliwość rdzenia kręgowego można mierzyć za pomocą odruchu H, w którym elektryczna stymulacja doprowadzających wrzecion mięśniowych Ia aktywuje rdzeniowe neurony ruchowe poprzez odruch miotatyczny, jak również odruch tylnych korzeni mięśni (PRM), który jest wywoływany przez przezskórną stymulację nad grzbietem korzenie i jest uważany za połowę odruchu H, z wyłączeniem obwodowych pierwotnych aferentów, ale z wieloma aktywacjami korzeni. Pobudliwości kręgosłupa nie mierzono u osób po amputacji, ale może ona stanowić potencjalny biomarker dla PLP. Neuromodulacja może przywrócić prawidłową pobudliwość kręgosłupa i zmniejszyć PLP, oferując w ten sposób potencjał poprawy jakości życia osób po amputacji kończyny dolnej. Wyniki tego badania zapewnią podstawę do przyszłego rozwoju neuroprotezy przywracającej pobudliwość kręgosłupa i zmniejszającej PLP u osób po amputacji kończyny dolnej. Uczestnicy przejdą 5 sesji testów i stymulacji w ciągu 1 tygodnia. Dodatkowe 3 dni sesji rejestracyjnych mogą być konieczne, jeśli epizod bólu fantomowego kończyny nie wystąpi podczas normalnych dni badania.

Cel szczegółowy 1: Określenie ilościowe pobudliwości kręgosłupa. Brak bodźców czuciowych powoduje nadpobudliwość rdzenia kręgowego poprzez kilka szlaków, w tym toniczne odhamowanie obwodów zstępujących i spontaniczną aktywność w DRG. Pobudliwość rdzenia kręgowego jest bezpośrednio związana z modulacją odruchu; upośledzona lub wzmocniona modulacja odruchu wskazuje na nieprawidłową pobudliwość rdzenia kręgowego. Pobudliwość rdzenia kręgowego zostanie określona u osób po amputacji kończyny dolnej za pomocą odruchu H i odruchu korzenia tylnego (PRM). Odruch H jest wywoływany przez elektryczną stymulację nerwów obwodowych, pobudzając aferentne wrzeciona mięśniowe Ia wystające do rdzeniowych neuronów ruchowych poprzez odruch miotatyczny. Stymulacja nerwów obwodowych również wywołuje bezpośrednią falę motoryczną (M). Odruch PRM jest wywoływany przez elektryczną stymulację tylnych korzeni na grzbiecie. Uważa się, że jest to połowa odruchu H, z wyłączeniem obwodowych eferentów motorycznych, ale aktywuje wiele korzeni grzbietowych. Amplituda i latencja odruchu, próg, krzywe rekrutacji i depresja zależna od częstości będą mierzone i porównywane z nienaruszonymi kontrolami. Badacze stawiają hipotezę, że nadpobudliwość odruchowa H i PRM będzie obecna w kikucie osób po amputacji z PLP. Wyniki te zapewnią wgląd w rolę amputacji kończyny dla zdrowia i pobudliwości rdzenia kręgowego.

Cel szczegółowy 2: Scharakteryzować wpływ przezskórnej stymulacji rdzenia kręgowego na pobudliwość rdzenia kręgowego i ból kończyn fantomowych.

Badano neuromodulację szlaków czuciowo-ruchowych za pomocą przezskórnej elektrycznej stymulacji nerwów (TENS), stymulacji zwojów rdzenia grzbietowego (DRGS) i zewnątrzoponowej stymulacji rdzenia kręgowego (eSCS) w celu zmniejszenia bólu fantomowego kończyny z różnymi wynikami. Najbardziej obiecującymi metodami zmniejszania bólu były DRGS lub eSCS umieszczone bocznie, co wskazuje, że DRG i korzenie grzbietowe są optymalnymi celami w zmniejszaniu PLP. Metody te wymagają jednak chirurgicznego wszczepienia elektrod. Przezskórna stymulacja rdzenia kręgowego (tSCS) jest nieinwazyjną metodą stymulacji korzeni grzbietowych w podobny sposób jak eSCS. Poprzez aktywację pierwotnych aferentów tSCS może hamować szlaki bólowe i zmniejszać nadpobudliwość, która prowadzi do przewlekłego bólu. Wykazano, że tSCS u osób z urazem rdzenia kręgowego przywraca zahamowanie rdzenia kręgowego i zmniejsza nadpobudliwość odruchu H. Badacze wysuwają hipotezę, że tSCS może zmniejszać PLP poprzez modulację szlaków sensomotorycznych. Porównując pobudliwość odruchową H i PRM zarejestrowaną z kikuta przed i po każdej sesji tSCS, można było wyjaśnić potencjalny mechanizm PLP. Modulacja odruchu H i PRM oraz wszelkie różnice w zakresie modulacji dla każdego z nich mogą dodatkowo informować o mechanizmach tSCS i o tym, jak moduluje szlaki sensomotoryczne. Badacze określą również ilościowo doświadczenie PLP badanych przed i po 5 dniach tSCS i skorelują ich doznania bólowe z pomiarami pobudliwości kręgosłupa. Badacze użyją wizualnej skali analogowej i kwestionariusza bólu McGilla, aby ocenić zmiany w odczuwaniu bólu. Badacze użyją również algometru do określenia zmian miejscowego progu bólu.