Неинвазивная стимуляция спинного мозга после травмы

Цель исследования 1. Это исследование направлено на оценку влияния неинвазивной чрескожной электрической стимуляции спинного мозга (ЧЭССМ), применяемой ниже неврологического уровня травмы спинного мозга (ТСМ), на функциональные и двигательные свойства органов дыхания, верхних конечностей и туловища, а также на выявление лежащих в их основе физиологические механизмы. Оценка механизмов модуляции дыхательного и двигательного контроля, вызванных TcESCS, будет иметь важное значение для разработки конкретных терапевтических стратегий для борьбы с осложнениями SCI. Цель Цель 1 состоит в том, чтобы исследовать, может ли TcESCS значительно увеличить активацию двигательных сетей. Эта работа будет выполнена путем электрофизиологической характеристики дыхательных и других двигательных реакций, оцениваемых в состоянии покоя и в ответ на респираторные и другие проблемы у людей с ТСМ. Изменения функциональных показателей будут оцениваться при включении и выключении устройства TcESCS. Для оценки «дозозависимых» эффектов будут оцениваться изменения величины поверхностной электромиографии (sEMG) и коактивации мышц при изменении параметров и местоположения стимуляции во время дыхательных усилий и двигательных задач. Степень, в которой стимуляция связана с наибольшим изменением параметров дыхания и sEMG, будет реализована как стратегия, которая будет использоваться во время стимуляции в сочетании с тренировкой дыхания (RT), тренировкой рук (AT) и тренировкой туловища (TT). Чтобы достичь цели этой цели, мы проверим рабочую гипотезу о том, что TcESCS возбуждает специфические двигательные сети, приводящие к усилению двигательных ответов. Мы проверим эту гипотезу, применив TcESCS во время нашего первоначального подхода к оценке контроля моторики дыхания (RMCA) и других оценок на основе sEMG с кинематикой для характеристики моторной функции дыхания, рук и туловища. Во время этих оценок будут регистрироваться кровяное давление/частота сердечных сокращений (АД/ЧСС) и частота дыхания для оценки респираторно-сердечно-сосудистых реакций. Обоснование этой цели заключается в том, что успешное завершение предлагаемого исследования внесет фундаментальные элементы в наши базовые знания, без которых невозможно понять терапевтическую ценность TcESCS. Приобретение таких знаний имеет решающее значение для разработки конкретных реабилитационных стратегий. Когда предложенные исследования для цели 1 будут завершены, мы ожидаем, что будут установлены двигательные и взаимосвязанные характеристики, на которые влияет TcESCS у пациентов с ТСМ. Такие результаты были бы важны, потому что они позволят нам впервые оценить способность неинвазивной стимуляции спинного мозга усиливать сниженное состояние активности спинномозговой сети, тем самым демонстрируя потенциал для реабилитации.

Цель исследования 2. Цель состоит в том, чтобы оценить эффективность и терапевтические механизмы TcESCS в сочетании с конкретными задачами (дыхательная тренировка) и неспецифическими (тренировка рук и туловища) вмешательствами для дыхания. Выявление физиологических эффектов потенциальных реабилитационных подходов будет иметь важное значение для разработки конкретных терапевтических стратегий. Целью задачи 2 является исследование терапевтических эффектов режима ЛТ в сочетании с ЧЭСХ. Эта работа будет выполняться с использованием методов, изложенных в Задаче 1, и дополнительных клинических показателей, которые оцениваются перед тренировкой и неоднократно в течение последующего периода. Рабочая гипотеза, которая по сравнению только с ЛТ и только с ЧЭССМ, ЛТ с помощью ЧЭССМ приводит к усилению зависящей от использования пластичности респираторно-двигательных сетей, приводя к функциональному восстановлению, будет проверена с использованием подхода обнаружения изменений показателей контроля дыхания и других двигательных функций в реакция на стимуляцию и обучение. Обоснование этой цели заключается в том, что успешное завершение предлагаемого исследования продвинет область, предоставив новые возможности для применения терапии, основанной на деятельности, сопровождаемой стимуляцией спинного мозга. Ожидается, что когда предложенные исследования для Цели 2 будут завершены, реабилитационные возможности ЛТ с ЧЭССМ будут определены. Такие результаты важны, потому что впервые идентифицированные терапевтические механизмы TcESCS предоставят доказательства того, что это вмешательство может усилить эффекты терапии, основанной на активности, у участников с ТСМ.