AIH för ryggmärgsreparation

Det övergripande målet är att utveckla effektiva, kliniskt applicerbara metoder för att återställa övre extremiteternas funktion (reach-and-grip) efter kronisk kontusiv cervikal ryggmärgsskada (cSCI). Nedsättningar i de övre extremiteternas funktion minskar livskvaliteten avsevärt för personer med cSCI. Nå-och-greppa åtgärder hos djur och människor styrs till stor del av kortikospinalkanalen (CST). Utredarna hävdar att främjande av plasticitet inom CST kan stödja återhämtningen av övre extremiteternas funktion efter cSCI. Upprepad exponering för akut intermittent hypoxi (rAIH) i kombination med motorisk träning är en säker, minimalt invasiv behandling som framkallar neuroplasticitet som resulterar i förbättrad återhämtning efter cSCI, men dess totala effekter förblir begränsade. Huvudmålen är att: 1) förbättra rAIH/träningsinducerade efterverkningar på frambensfunktion och öka förståelsen för neuronala substrat i en vuxen råttmodell av kroniskt kontusiv cSCI, och 2) använda denna kunskap för att vägleda utvecklingen av mer effektiv rAIH /träningsmetoder för att förbättra funktion i övre extremiteterna hos människor med kroniskt kontusiv cSCI.

I Specifikt mål 1, med hjälp av en vuxen råttmodell av kronisk kontusiv cSCI, kommer utredarna att undersöka effekterna av rAIH-frekvens och -dos på rAIH/träningsmedierad funktionell återhämtning av den nedsatta frambenen. Utredarna kommer också att kombinera rAIH/träning med N-metyl-D-aspartatreceptor (NMDA)-medierad synaptisk plasticitet genom D-cykloserinbehandling och studera effekterna på återhämtning av frambensfunktion. Immuncytokemi med avbildningstekniker kommer att användas för att bedöma strukturell neuronal plasticitet i CST efter rAIH/träning. I Specifikt mål 2, hos personer med kronisk ofullständig cSCI, vägledd av resultaten i Specifikt mål 1, kommer utredarna att studera effekterna av rAIH-frekvens och samtidig D-cykloserinbehandling på rAIH/träningsmedierad funktionsåterhämtning av övre extremiteterna. Utredarna kommer att omfattande analysera effekterna av rAIH på styrkan av elektrofysiologiska och funktionella efterverkningar i den övre extremiteten.

Den föreslagna forskningen kommer att ge ny kunskap om rAIH/träningsmedierade funktionella och anatomiska efterverkningar (Specific Aim 1), som kommer att användas för att utveckla effektiva rAIH/träningsprotokoll för personer med kontusiv, funktionellt ofullständig, cSCI (Specific Aim 2). Data från utredarnas experiment kan leda till kliniskt tillämpbara tillvägagångssätt som förbättrar arm- och handfunktionsåterhämtningen efter kronisk kontusiv cSCI, vilket skulle ha en positiv inverkan på livskvaliteten för veteraner med cSCI. Relevansen av detta förslag understryks av den begränsade effektiviteten av nuvarande strategier för att förbättra funktionen av övre extremiteterna efter cSCI.