Transspinal-transkortikal parad stimulering för neuroplasticitet och återhämtning efter SCI

Motorisk dysfunktion efter SCI resulterar i betydande personliga, sociala och ekonomiska kostnader. Sekundära komplikationer relaterade till muskelspasticitet och motorisk dysfunktion minskar livskvaliteten avsevärt. Rehabiliteringsinsatser äventyras eftersom de flesta terapeutiska interventioner är starkt beroende av sensorisk afferent feedback som tolkas av felaktigt fungerande neuronala nätverk. Å andra sidan regenererar elektriska signaler som levereras över ryggraden neuroner i ryggmärgen hos skadade djur, och parad associativ stimulering producerar bestående neuronal plasticitet hos friska och skadade människor och djur. En grundläggande kunskapslucka finns fortfarande om induktion av funktionell neuroplasticitet och återhämtning av benmotorisk funktion efter upprepad parning av transspinalmärgsstimulering med transkortikal stimulering hos personer med motorisk ofullständig SCI. Vår centrala arbetshypotes är att transspinalmärgsstimulering i kombination med transkortikal stimulering stärker kortikospinal neuronala förbindelser, minskar ankelspasticitet och förbättrar benmotorik. Denna uppfattning är baserad på det koncept som testats i sökandens laboratorium att detta nya stimuleringsparadigm potentierar synaptiska handlingar och aktivitet hos besparade men komprometterade axoner som tillhandahåller den nödvändiga miljön för funktionell neuroplasticitet. Grunden för denna forskningsstudie är att neuromoduleringsmetoder som effektivt kan modifiera input-output-relationerna för kortikala och spinala neuronala banor hos personer med motorisk ofullständig SCI behövs. Baserat på starka preliminära data kommer två specifika mål att behandlas: Specifikt mål 1: Etablera induktion av transspinal-transcortical paired associative stimulation (PAS) neuroplasticitet och förbättringar av bensens sensorimotoriska funktion hos personer med motorisk ofullständig SCI när PAS administreras under robotassisterad gångträning. Kortikala och kortikospinala neuronala kretsar via state-of-the-art neurofysiologiska metoder i sittande (Aim 1A), soleus H-reflex excitabilitet under assisterad stegning (Aim 1B) och sensorimotorisk funktion utvärderad via standardiserade kliniska tester (Aim 1C) kommer att bedömas före och efter 15 sessioner av transspinal-transkortikal PAS levererad med försökspersoner på liggande. Specifikt mål 2: Etablera induktion av transkortikal-transspinal PAS neuroplasticitet och förbättringar av bensens sensorimotoriska funktion hos personer med motorisk inkomplett SCI när PAS administreras under assisterad stegning. Kortikal och kortikospinal neuroplasticitet via state-of-the-art neurofysiologiska metoder i sittande (Aim 2A), soleus H-reflex excitabilitet under assisterad stegning (Aim 2B), och bensensorimotorisk funktion utvärderad via standardiserade kliniska tester (Aim 2C) kommer att bedömas före och efter 15 sessioner med transspinal-transkortikal PAS levererad under assisterad stegning. Det antas att transspinal-transkortikal PAS levererad i vila eller under assisterad stegning stärker kortikospinalförbindelser, ökar spinal hämning, minskar ankelspasticitet och förbättrar benmotorik. Vidare normaliserar transspinal-transkortikal PAS som levereras under assisterad stegning den onormala fasberoende soleus H-reflexmoduleringen som vanligtvis observeras under stegning hos personer med motorisk ofullständig SCI. För att testa projekthypoteserna kommer 12 personer med motorisk ofullständig SCI att få 20 sessioner med transspinal-transkortikal eller transkortikal-transspinal PAS under assisterad stegning. Hos personer med SCI, och bedöm förbättringar i benmotorik med standardiserade kliniska tester. I alla ämnen kommer bedömningar av neuroplasticitet i kortikala, kortikospinala och spinala neuronala nätverk att administreras. Dessa resultat kommer avsevärt att avancera inom ryggmärgsforskningen och förändra vårdstandarden eftersom det finns stor potential för utveckling av nya och effektiva rehabiliteringsstrategier för att hantera spasticitet och förbättra motorisk funktion efter SCI hos människor.