Icke-invasiv cervikal elektrisk stimulering för SCI

Ungefär 60 % av ryggmärgsskadorna inträffar på livmoderhalsnivå. De flesta skador är anatomiskt ofullständiga. Aktivering av besparade nervkretsar ökar funktionell återhämtning av det skadade nervsystemet. Med detta mål har utredarna utvecklat en ny metod för icke-invasiv cervikal elektrisk stimulering (CES). Preliminära data visar att CES utlöser afferenta sensoriska eller efferenta motoriska nervrötter beroende på stimulansintensitet, vilket resulterar i samtidig aktivering av flera muskler på båda de övre extremiteterna. Utredarna strävar efter att använda CES för att stärka kvarvarande kretsar till handmusklerna efter SCI. Att återta kontrollen över handfunktionen representerar högsta prioritet för individer med cervikal SCI.

Mycket mer arbete behöver dock göras för att bättre förstå underliggande CES-mekanismer, dess interaktioner med segmentella och supraspinala kretsar, och dess optimala stimuleringsparametrar för att förbättra neural överföring till händerna. Detta förslag kommer att behandla dessa frågor.

Mekanistiska experiment: 15 arbetsföra frivilliga och 15 försökspersoner med motorisk ofullständig cervikal ryggmärgsskada kommer att genomgå systematiska kombinationer av CES med transkraniell magnetisk stimulering eller perifera nervstimuli vid olika intensiteter, platser och interstimulusintervall.

Mekanistiska hypoteser: Konditionerande CES-pulser med undertröskel kommer att potentiera svar på testpulser av TMS och F-vågsstimulering av perifer nerv, minskar svaren på testpulser av H-reflexstimulering från perifer nerv och kommer att modulera respons på test av CES-pulser över tröskeln i båda riktningarna beroende på på konditioneringsstimulansintervall och intensitet. Dessa experiment kommer att belysa CES-kretsinteraktioner på både segmentella och supraspinala nivåer.

Kombinerade CES-frivilliga rörelseexperiment: 15 arbetsföra frivilliga och 15 försökspersoner med motorisk ofullständig cervikal ryggmärgsskada kommer att genomgå systematiska kombinationer av CES med frivilliga handleds- och handrörelser med varierande intensitet och ansträngningsnivå.

Hypoteser för kombinerade CES-viljande rörelser: Konditionerande CES-pulser under tröskelvärdet kommer att underlätta samtidig viljestyrd handleds- och handmuskelaktivering. Suprathreshold CES kommer tillfälligt att hämma samtidig viljestyrd handleds- och handmuskelaktivering. Dessa experiment kommer att belysa den kliniskt relevanta möjligheten att använda CES för att förbättra responsen på fysisk träningsterapi.

Slutförandet av de föreslagna studierna kommer att karakterisera CES-kretsens timing och distribution, och kommer i princip att visa potentialen för CES att förbättra sjukgymnastik för handleds- och handmuskler. Dessutom är detta tillvägagångssätt kompatibelt med andra interventioner, inklusive läkemedels- och cellbaserade behandlingar.