Utnyttja neuroplasticiteten hos posturala sensorimotoriska nätverk med hjälp av icke-invasiv spinal neuromodulering för att maximera funktionell återhämtning efter ryggmärgsskada

Spinala kretsar under en förlamande skada har en funktionell potential som vida överstiger vad man har trott möjligt. Det har visat sig att uppgiftsspecifik motorterapi i kombination med epidural ryggmärgsstimulering (ESS) kan främja förbättrad motorisk funktion under posturala, rörelsedrivande och frivilliga rörelseuppgifter, vilket resulterar i dramatiska effekter på välbefinnandet hos individer med ryggmärgsskada (SCI) . Även om dessa fynd indikerar ett betydande löfte för att återställa rörligheten även efter motorisk fullständig förlamning, är kronisk ESS baserad på en dyr implanterbar enhet, såväl som ett dyrt och invasivt kirurgiskt ingrepp. Utredarna har tagit fram ett kostnadseffektivt alternativ till ESS – icke-invasiv, transkutan elektrisk stimulering av ryggmärgen (TSS). Preliminära arbeten visar att denna neuromodulatoriska strategi ger tillräcklig specificitet för att selektivt stimulera multisegmentala dorsal nervrötter, möjliggöra stegrörelser och förbättra postural kontroll under sittande och stående hos individer med motorisk fullständig SCI. Likheterna mellan effekterna av ESS och TSS är av avgörande betydelse för att vägleda mer individuellt specifika neuromodulerande tillvägagångssätt för att förbättra motorisk funktion och rörlighet efter SCI, men har inte jämförts direkt i samma ämnen.

Denna studie är fokuserad på att undersöka effekterna och mekanismerna av varje spinal neuromodulationsstrategi för att återfå självassisterande stående. Inte bara är återhämtningen av balanskontroll ett av de mest önskade målen för personer med förlamning, det ger den grund som krävs för att återfå förmågan att gå och är avgörande för framtida terapier, som involverar robotteknik (t.ex. exoskelett) teknologier. Målen för denna studie är (1) att definiera den terapeutiska potentialen hos TSS under stående hos individer med motorisk komplett SCI, och (2) att identifiera de neurofysiologiska och funktionella signaturerna av TSS och ESS. Den centrala hypotesen är att var och en av de neuromodulerande strategierna, när de är individuellt anpassade, kan resultera i betydande motorisk återhämtning hos individer med kronisk förlamning genom reaktivering och integration av nätverk som var kliniskt vilande före interventionen. Utredarna förutspår att detta förslag kommer att ha en stor inverkan med tanke på att det omfattar flera funktionella system som bidrar till oberoende och livskvalitet i en bred population av individer med SCI, och ger den första direkta jämförelsen av de invasiva och icke-invasiva metoderna. . Utredarna föreslår en progressiv, mekanistisk och translationell studie för att validera effekterna av varje tillvägagångssätt, undersöka den neuroplastiska kapaciteten som orsakas av aktivitetsbaserad träning i närvaro av TSS, och utvärdera TSS- och ESS-stimuleringsparadigm som rehabiliterande modaliteter efter SCI.