Sympatisk-somatomotorisk koppling vid mänsklig ryggmärgsskada

Regleringen av kardiovaskulära system under muskelaktivitet är dåligt förstådd hos personer med ofullständig ryggmärgsskada (SCI). Tidigare har störningar i somatomotorisk och sympatisk kontroll undersökts separat vid SCI. Vi föreslår att undersöka kopplingen av sympatisk och somatomotorisk kontroll eftersom det är relevant att träna träningsparadigm som är designade för att förbättra somatomotorisk funktion eller förbättra fysisk kondition. Vårt tillvägagångssätt kommer att vara att mäta senslagsreflexer, frivillig muskelaktivering och blodflöde i knät (under skada) och armbåge (ovan skada) före och efter sympatiska stimuli bestående av kallpressor-tester, mental matematik och ett akut anfall av träning. Dessa data kommer att ge information om sympatisk kontroll av blodflödet under muskelaktivitet. Plasticiteten hos den sympatiska somatomotoriska kopplingen kommer också att undersökas genom att göra mätningar före och efter ett träningsprogram på löpbandet. Dessa experiment kommer att göra det möjligt för oss att ta itu med tre syften. Syfte 1 kommer att vara att karakterisera kopplingen av sympatiska och somatomotoriska system under nivån för ryggradsskada. Detta syfte kommer att undersöka sympatiska och motoriska reflexer i ryggraden och deras interaktioner. Den kommer också att undersöka hur den fallande somatomotoriska kopplingen störs av ryggradsskadan. I mål 2 kommer vi att identifiera förändringar i interaktionerna mellan sympatiska och somatomotoriska system ovanför en ryggradsskada. På grund av skadan och de förändringar som sker under skadan är det troligt att den sympatiska-somatomotoriska kopplingen också störs i armen. Mål 3 kommer sedan att visa plasticiteten hos sympatisk-somatomotorisk koppling efter träning. Tre olika åtta veckors träningsprogram kommer att testas inklusive 1) löpbandsträning med ansträngningsnivå matchad till 70-80 % av HRR 2) löpbandsträning med 30-40 % HRR. Träningen kommer att testas i en randomiserad crossover-studiedesign med en månad mellan träningsparadigm. Vi förväntar oss att det kommer att finnas plasticitet av sympatisk-somatomotorisk koppling och att träningseffekterna kommer att normalisera kontrollen av dessa system. Men på grund av skadan räknar vi med att anpassningar kommer att skilja sig från icke-skadade kontroller.

Denna studie har implikationer för träningsträning i human SCI. Kopplingen av sympatiska och somatomotoriska system förväntas bero på om träningen riktar sig mot över- eller underkroppen. Återhämtningen av funktionen kräver både förbättring av kontrollen av rörelsen och regleringen av blodflödet till aktiva muskelgrupper. Dessutom är denna studie viktig för att förstå den potentiella inverkan av löpbandsträning på kardiovaskulär kondition, ett ämne som ökar intresset hos personer med begränsningar i fysisk aktivitet.