Rehabilitering och kortikal ombyggnad efter kirurgisk ingrepp för ryggmärgsskada

Återhämtningen av hand- och armfunktion är av avgörande betydelse för att minska kostnaderna för långtidsvård och öka livskvaliteten för individer med tetraplegi på grund av ryggmärgsskada (SCI). En undergrupp av dessa individer, med skador i mitten till låg cervikal ryggmärg, är kandidater för nervöverföringskirurgi. Nervöverföringskirurgi återställer funktionen efter SCI genom coaptation av redundanta, intakta donatornerver till mottagarnerver som uppstår vid eller under nivån av SCI. Användningen av nervöverföring efter SCI är relativt ny och många patienter uppvisar en anmärkningsvärd återhämtning av hand- och armmotorik under månaderna som följer, men andra visar en mycket mer begränsad återhämtning. Omfattningen av återhämtning är sannolikt delvis begränsad av variationen i rehabilitering och förmågan hos den motoriska cortexen att införliva de nya perifera kretsarna som är resultatet av detta kirurgiska ingrepp. Det finns ett kritiskt behov av att fastställa hur kortikala motoriska nätverk svarar på nervöverföring och vilken roll rehabilitering spelar för att stödja kortikal plasticitet och motorisk återhämtning. Om detta behov inte tillgodoses kommer ofullständig återhämtning från denna toppmoderna kirurgiska ingrepp att bestå och den potentiella tillämpningen på en bredare patientpopulation kommer inte att realiseras.

Utredarna kommer att testa den centrala hypotesen att nervöverföringskirurgi efter cervikal SCI skapar ett nytt kortikalt motoriskt nätverk, som kan stödja återkomsten av fingerfärdig hand/frambensfunktion genom rehabiliteringsberoende ombyggnad. Hypotesen har baserats på 1) tidigare arbete i en djurmodell som visar att rehabilitering omformar kortikala motoriska kartor, 2) pionjärarbetet av en handfull läkare, inklusive studiesamarbetspartnern, Justin Brown, som har tillämpat nervöverföring för att bypassa ryggradsnivåer drabbats av skada, och 3) nyligen arbetat med transkraniell magnetisk stimulering (TMS) i mänsklig SCI för att kartlägga den kortikala representationen av armmuskler i zonen för partiell bevarande, och förmågan att förbättra hand-arm-funktionen genom intensiv robotträning hos kroniskt nedsatt ämnen. Användningen av TMS för att kartlägga kortikala motoriska nätverk kommer att tillåta utredarna att mäta den kortikala omorganisationen som är ett resultat av nervöverföring och bestämma i vilken utsträckning rehabilitering kan engagera detta alternativa kortikala motoriska nätverk. Skälet för de föreslagna studierna är att det kommer att krävas en bestämning av de mekanismer som stöder rehabiliteringsmedierad återhämtning efter nervöverföring för att optimera och förfina nuvarande klinisk praxis.