Förbättra kortikospinal excitabilitet för att förbättra funktionell återhämtning

Återställande av övre extremitetsfunktion är ofta det främsta rehabiliteringsmålet för personer som har ådragit sig en cervikal ryggmärgsskada (SCI). Efter SCI, utöver störningen som orsakats av själva skadan, begränsar maladaptiv kortikal omorganisation ytterligare nedåtgående kortikospinaldrift. Därför kan terapier som syftar till att öka den nedåtgående drivkraften från kortikospinal och andra nedåtgående supraspinala kanaler vara fördelaktiga komplement till vanliga rehabiliteringsterapier. Medan många rehabiliteringsforskningsstrategier för att förbättra funktionen efter SCI är inriktade på ryggradskretsarna, är relativt få rehabiliterande tillvägagångssätt riktade mot att främja supraspinal neuroplasticitet för att minska försämring genom att öka frivillig kontroll. Spektakulära högteknologiska interventioner och eleganta högteknologiska resultatmått skapar en hel del spänning i den vetenskapliga världen. Den tekniska investering och utbildning som krävs för dessa tillvägagångssätt och den tvivelaktiga kliniska betydelsen av resultaten är dock en stor begränsning för deras verkliga värde.

Transkraniell likströmsstimulering (tDCS) är en kliniskt tillgänglig form av icke-invasiv hjärnstimulering (NIBS) som har visat sig förbättra övre extremitetsfunktionen hos personer med SCI. Klinisk tillgänglighet och potentialen för förlängd modulering av kortikal excitabilitet gör att tDCS är ett attraktivt verktyg för icke-invasiv modulering av kortikospinal excitabilitet.

Utöver traditionell tDCS, tyder spännande nya studier på icke-handikappade individer på en ny form av NIBS, transkraniell pulsad strömstimulering (tPCS), kan vara mer effektiv för att inducera förändringar i kortikospinal excitabilitet. tPCS använder enkelriktade, positiva strömpulser separerade av korta interpulsintervall snarare än kontinuerlig likström. Vissa bevis från vårt labb och andra indikerar att mönstrad stimulering har ett större inflytande på neural excitabilitet än enhetlig stimulering.

Viktigt är att effekten av NIBS är beroende av stimuleringsstället. Eftersom personer med tetraplegi har bimanuella funktionsnedsättningar har det föreslagits att bihemisfärisk anodal (excitatorisk) tDCS kan vara av värde. Bihemisfärisk anodal tDCS har studerats hos icke-handikappade individer; detta tillvägagångssätt visade sig vara säkert och var förknippat med förbättrad bimanuell kontroll. Värdet av detta tillvägagångssätt har dock inte tidigare bedömts hos personer med tetraplegi.

Utredarna föreslår en randomiserad, skenkontrollerad crossover-studie där två former av NIBS (tDCS och tPCS) kommer att jämföras med en skenkontrollintervention för att bestämma deras relativa effekt för att förbättra styrkan i övre extremiteter och motorisk kontroll (Syfte 1) och kortikospinal. excitabilitet (Mål 2) hos individer med kronisk (≥ 6 månader) tetraplegi. Effekten av två olika stimuleringsmontage, uni- och bihemisfäriska, kommer också att jämföras (Mål 3). Försökspersonerna kommer att få en enda session av varje NIBS-tillstånd (unihemispheric tDCS, bihemispheric tDCS, unihemispheric tPCS, bihemispheric tPCS) och ett skenkontrolltillstånd.