肌电图触发脊髓损伤个体的闭环刺激
大多数脊髓损伤 (SCI) 患者都有残余神经回路。 研究人员的目标是加强这些回路，以改善受伤后的运动恢复。 为此，研究人员正试图将电刺激和磁刺激与针对神经回路之间连接的体育训练相结合。 其他小组过去的研究表明，在大脑（运动皮层）和服务于目标肌肉的周围神经之间进行短时间的配对刺激后，突触强度可以暂时得到改善 - 换句话说，“一起发射，一起连线”。
可以通过记录目标肌肉上的表面电活动（肌电图或 EMG）来读取大脑移动肌肉的意图。 在脊髓损伤的动物模型中，科学家们已经成功地利用目标肌肉肌电图在动物进行体育锻炼时触发脊髓电刺激脉冲。 利用人体自身的信号触发神经刺激称为“闭环刺激”。 这可能是协调大脑和神经活动的最佳方法，特别是具有可以与体育锻炼相结合的临床优势。 然而，EMG 触发的闭环刺激在非侵入性应用于人体时是否具有相同的效果仍然未知。
这项拟议的研究是一项原理验证，旨在证明非侵入性闭环刺激对不完全性颈椎脊髓损伤患者的潜力。 我们将测试触发和非触发的电和磁刺激的不同组合，并记录对手部肌肉的神经传输和熟练功能的短期影响。 这项初步研究将为未来将 EMG 触发的刺激与长期体育锻炼训练相结合的研究奠定基础。
研究概览
详细说明
在动物模型和患有脊髓损伤 (SCI) 的人类中，皮质脊髓轴突和脊髓运动神经元之间的突触效能在运动皮层和脊髓或周围部位之间的短期配对刺激后暂时得到改善。 在 SCI 大鼠的闭环刺激演示中，目标肌肉肌电图 (EMG) 信号用于触发脊髓电刺激，同时进行身体再训练。 结果表明，EMG 触发的刺激加上身体再训练比非触发刺激或单独的身体训练导致更大的运动恢复。 然而，这些研究在啮齿动物模型中使用了侵入性直接脊髓刺激。 这种方法是否可以非侵入性地对人类起作用仍然未知。
将招募 20 名参与者（10 名身体健全的和 10 名 SCI 受试者）。 每个受试者将接受五次不同的 20 分钟干预。 刺激将通过经颅磁刺激 (TMS)、正中神经或两者在运动皮层传递。 刺激将在受试者被动休息时发生，或者在捏任务期间通过达到内源性 EMG 阈值触发。 结果将在基线和干预后一小时内每 20 分钟测量一次。
研究人员假设，在刺激后至少 20 分钟内，与一次被动传递的刺激相比，一次 EMG 触发的刺激将显着改善运动诱发电位振幅，增加皮质静默期持续时间，并减少完成钉板任务所需的时间. 研究人员进一步假设，EMG 单独触发正中神经刺激将提供与 EMG 触发 TMS 或 EMG 触发配对刺激相同或更大的益处。
假设 1：与一次被动递送刺激或一次会话相比，一次 EMG 触发刺激将显着改善运动诱发电位 (MEP) 振幅，增加 APB 的皮质静默期持续时间，并减少完成手动钉板任务所需的时间刺激后至少 20 分钟的自主收缩。
假设 2：单独的 EMG 触发的 PNS 将产生与 EMG 触发的 TMS 或 TMS + PNS 配对刺激相同或更大的效果。 这表明 EMG 触发的 PNS 可能被用作在体能训练期间添加的潜在干预，而 TMS 难以应用的环境。
研究类型
注册 (实际的)
阶段
- 不适用
联系人和位置
学习地点
-
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New York
-
Bronx、New York、美国、10468
- James J. Peters VA Medical Center
-
-
参与标准
资格标准
适合学习的年龄
接受健康志愿者
有资格学习的性别
描述
纳入标准：
- 年龄在 18 至 75 岁之间；
- 神经水平 C2-C8 之间的慢性（受伤后超过 12 个月）运动不完全性脊髓损伤
- 在左手或右手手指伸展、手指弯曲或手指外展的手动肌肉测试中得分为 3 分或以上（满分 5 分）；
- 左侧或右侧拇短展肌 (APB) 对正中神经刺激的可检测 F 波反应；
- 左侧或右侧 APB 可检测到运动诱发电位；
- 能够通过可检测的 APB EMG 肌肉活动执行拇指-中指对捏任务。
排除标准：
- 多发脊髓损伤；
- 癫痫发作史；
- 呼吸机依赖或专利气管切开部位；
- 使用显着降低癫痫发作阈值的药物，如三环类抗抑郁药、安非他明、抗精神病药、达法吡啶和安非他酮；
- 中风、脑肿瘤、脑脓肿或多发性硬化病史；
- 中度或重度头部外伤史（意识丧失超过一小时或先前影像学检查显示脑挫伤或出血或凹陷性颅骨骨折的证据）；
- 植入脑/脊柱/神经刺激器、动脉瘤夹、铁磁金属植入物或心脏起搏器/除颤器的历史；
- 严重的冠状动脉或心脏传导疾病；
- 近期（过去 6 个月内）复发性自主神经反射异常的病史，定义为收缩压突然升高超过 20 毫米汞柱或舒张压突然升高超过 10 毫米汞柱的综合征，心率不升高，并伴有头痛等症状，面部潮红、出汗、鼻塞和视力模糊（这将在所有筛查和测试过程中受到密切监测）；
- 双相情感障碍史；
- 自杀未遂史；
- 活动性精神病；
- 过去 48 小时内大量饮酒（大于等同于 5 盎司的酒）；
- 面部、颈部、肩部或手臂的开放性皮肤损伤；
- 怀孕
- 由研究医师确定不适合参与研究。
学习计划
研究是如何设计的？
设计细节
- 主要用途：基础_科学
- 分配：北美
- 介入模型：单组
- 屏蔽：没有任何
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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实验性的：所有科目
所有受试者都接受相同的完整协议，包括休息时的 PNS 和 TMS 以及触发 PNS 和 TMS 的主动手部运动（来自拇指肌肉的信号）。
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PNS、TMS 或 PNS+TMS 将在参与者以不同程度的努力执行特定手指任务时进行。 这是一项旨在检测肌肉功能瞬时变化的实验。 |
研究衡量的是什么？
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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拇短展肌 (APB) 肌肉对 TMS 单脉冲反应的运动诱发电位 (MEP) 振幅的变化
大体时间：在干预前、干预后 0、20、40 和 60 分钟进行评估。
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在干预前、干预后 0、20、40 和 60 分钟进行评估。
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手的灵巧度
大体时间：在干预前、干预后 0、20、40 和 60 分钟进行评估。
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凹槽钉板任务的定时性能。
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在干预前、干预后 0、20、40 和 60 分钟进行评估。
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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握力
大体时间：在干预前、干预后 0、20、40 和 60 分钟进行评估。
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强度将使用手持式无线测力仪进行量化。
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在干预前、干预后 0、20、40 和 60 分钟进行评估。
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APB 收缩期间 TMS 刺激后“皮质静默期”持续时间的变化
大体时间：在干预前、干预后 0、20、40 和 60 分钟进行评估。
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在干预前、干预后 0、20、40 和 60 分钟进行评估。
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APB 肌肉的 F 波反应
大体时间：在干预前、干预后 0、20、40 和 60 分钟进行评估。
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在干预前、干预后 0、20、40 和 60 分钟进行评估。
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员：Noam Y Harel, MD, PhD、James J. Peters VA Medical Center
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (实际的)
初级完成 (实际的)
研究完成 (实际的)
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (实际的)
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
更多信息
与本研究相关的术语
计划个人参与者数据 (IPD)
计划共享个人参与者数据 (IPD)？
IPD 计划说明
药物和器械信息、研究文件
研究美国 FDA 监管的药品
研究美国 FDA 监管的设备产品
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