小儿脊髓损伤后脊髓运动电路的神经调节引起步进

与成人一样，患有脊髓损伤 (SCI) 的儿童会出现神经肌肉麻痹，导致无法坐下、站立和行走。 目前的治疗干预，例如 腿部支架、轮椅的主要目的是基于对中枢神经系统的损害是永久性且不可逆转的假设来补偿瘫痪。“智能”脊髓的发现，即中央模式发生器 (CPG)，已经证明复杂的神经元网络能够产生有节奏和协调的运动模式，并且已经提出了研究人员对即使严重 SCI 也有可能恢复的预期的重大范式转变。 首先，研究表明，在 SCI 之后，CPG 可以通过基于活动的运动训练 (AB-LT) 期间肌肉和关节产生的感觉反馈“访问”、重新激活和重新训练。 其次，对损伤水平以下的脊髓应用硬膜外和经皮刺激 (TcStim) 可以增强患有慢性运动性完全性脊髓损伤的成年人的自主运动、站立和行走的神经肌肉能力。 虽然步进调节的神经机制已经在测试单点刺激和多点刺激的成人中得到证实，但必须在患有 SCI 的儿童中检查这种固有能力。 同样，在 AB-LT 期间对患有完全性运动性脊髓损伤的成人进行刺激，可显着恢复地面行走。 这种联合治疗暴露和随后的训练的即时和长期反应尚未在儿童中得到检验。 患有脊髓损伤的儿童不仅可以从这些新的治疗方法中受益，而且由于固有的可塑性，神经肌肉恢复也有更大的改善。 研究人员的初步工作证明了 TcStim 在脊髓损伤患儿中的安全性和可行性。 因此，该提案的具体目标是 1) 使用 TcStim 研究脊髓损伤儿童运动回路调节的脊柱机制，2) 评估任务特异性 AB-LT 和 TcStim 的组合是否可以急剧增强下肢肌肉活动在促进步进过程中，以及 3) 评估 TcStim 与 A​​B-LT 相结合的训练效果，以促进患有 SCI 的非卧床儿童的步进能力。

对于这项试点研究，将招募 8 名参与者，年龄在 4-12 岁之间，患有慢性、获得性 SCI、T10 及以上且不能走动。

对于目标 1，n=8，TcStim 将用于刺激单点或多点脊柱水平，以在下肢产生步进/运动活动。 实验期间将记录下肢肌肉响应刺激的膝、髋、踝运动学和肌电图 (EMG)。 研究人员将确定产生节律运动的刺激参数，下肢关节偏移和 EMG 振幅的增加最大。

对于目标 2，n=8，将在参与者尝试在地面上迈出一步以及踏上带有头顶部分体重支持 (BWS) 系统的计算机化跑步机时提供 TcStim。 参与者将以适合年龄的速度踏步，BWS 将优化踏步运动学。 在评估期间提供的速度和体重支持量以及来自躯干和下肢肌肉的全身运动学和 EMG 信号将在使用和不使用 TcStim 的辅助步进过程中被记录下来。

对于目标 3，n=6，参与者将接受 60 节 AB-LT+Tcstim。 在基线、20、40 和 60 次 AB-LT 联合治疗时，将记录在有和没有刺激的情况下启动和完成地上一步的能力以及来自躯干和下肢肌肉的全身运动学和肌电图 (EMG) 信号加上 TcStim。