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运动的网状脊髓控制

2026年11月2日 更新者:University of Zurich

网状脊髓系统对脊髓损伤患者运动控制和功能恢复的贡献

Accurate movement execution is a result of a complex interplay between various muscle groups whose activity is controlled by different areas of the central nervous system. Besides the corticospinal system, the phylogenetically old reticulospinal system is a key motor system controlling different elementary movements including posture, locomotion and reaching across all mammals. In contrast to the extensively investigated corticospinal system, there is only sparse knowledge on the motor physiology of the functionally important reticulospinal system in humans. Reticulospinal motor control can be assessed with the StartReact paradigm which is based on the activation of reticulospinal motor circuitries by startling acoustic stimuli. The StartReact phenomenon is characterized by a shortening in movement reaction time which is mediated by a startle-triggered, early release of a planned motor program by the reticulospinal system. Thus, StartReact is a unique tool to examine reticulospinal involvement on human motor control under physiological and pathological conditions. StartReact assessments will be supplemented by comprehensive 3-D kinematic analysis and muscle activity recordings (i.e. electromyography) to gain quantitative insights into reticulospinal movement control.

The first objective of this clinical study is to gain more insights into the mechanisms underlying StartReact and to advance the knowledge on reticulo-spinal motor physiology regarding different movement tasks (i.e. simple single-joint movements, complex multi-joint movements and bilateral hand movements) in healthy subjects. The findings of these experiments will provide new insights into proximal-distal, flexor-extensor and upper-lower extremity gradients in reticulospinal motor control of healthy subjects. Moreover, the results will expand the StartReact paradigm to complex, functionally more relevant movements (i.e. reaching and stepping tasks requiring endpoint accuracy; co-operative, bilateral hand movements) for which the involvement of the reticulo-spinal system is not yet understood.

The second goal of this project is to use the StartReact paradigm to shed more light onto the role of reticulospinal plasticity in functional recovery of patients with spinal cord injury (SCI). Whereas preclinical findings emphasize a remarkable potential of the reticulospinal system for neuroplastic adaptations underlying functional recovery, there is only little evidence from clinical trials in the field of SCI. First, the study aims at monitoring StartReact effects in hand and leg muscles of patients with acute SCI over a period of 6 months. Simultaneous tracking of StartReact effects and motor recovery will allow to closely relate processes of reticulospinal plasticity to functional recovery in patients with acute SCI. Second, the focus will be on the re-weighting of descending motor control (i.e. cortico- vs. reticulospinal system) in response to SCI and investigate the distinct contributions of the cortico- and reticulospinal system to motor recovery in patients with chronic SCI.

The findings of this project will advance the mechanistic understanding on the motor physiology and neurorestorative capacity of the reticulospinal system in humans. New insights from these projects will hopefully translate into a better exploitation of this important motor system in clinical trials that aim to improve motor recovery in patients with SCI.

研究概览

地位

招聘中

研究类型

介入性

注册 (估计的)

248

阶段

  • 不适用

联系人和位置

本节提供了进行研究的人员的详细联系信息,以及有关进行该研究的地点的信息。

学习联系方式

学习地点

      • Zurich、瑞士、8008
        • 招聘中
        • Balgrist University Hospital
        • 接触:

参与标准

研究人员寻找符合特定描述的人,称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。

资格标准

适合学习的年龄

18年 至 80年 (成人、年长者)

接受健康志愿者

是的

有资格学习的性别

全部

描述

Inclusion Criteria:

  • Written informed consent as documented by signature

For SCI patients:

  • ASIA Impairment scale (AIS) A-D
  • Focal damage at cervical (C4-C7; i.e. damage rostral of the spi-nal segments innervating the examined hand and leg muscles) or thoracic (T4-T12; i.e. damage caudal of the spinal segments innervating the m. abductor digiti minimi, but rostral of the spi-nal segments innervating the m. tibialis anterior)
  • Patients with cervical SCI must reveal bilaterally intact ulnar nerves as demonstrated by normal compound motor action potential (cMAP), nerve conduction velocity (NCV) and F-wave latencies in clinical neurography.
  • Patients with thoracic SCI must reveal bilaterally intact tibial and peroneal nerves as demonstrated by normal cMAP, NCV and F-wave latencies

Exclusion Criteria:

  • Women who are pregnant or breast feeding
  • Current neurological problems other than SCI and related impairments
  • Current orthopaedic problems affecting upper and lower extremity movements
  • History of alcohol abuse or the intake of psychotropic drugs
  • History of major cardiac condition (e.g., infarction, insufficiency (NYHA II-IV))
  • History of major pulmonary condition (e.g., chronic obstructive pulmonary disease (GOLD II-IV))
  • Current major depression or psychosis
  • Fever of unknown origin

学习计划

本节提供研究计划的详细信息,包括研究的设计方式和研究的衡量标准。

研究是如何设计的?

设计细节

  • 主要用途:基础科学
  • 分配:不适用
  • 介入模型:单组作业
  • 屏蔽:无(打开标签)

武器和干预

参与者组/臂
干预/治疗
实验性的:脊髓损伤受试者

StartReact: involuntary triggering of a planed movement by a loud acoustic stimulus (Transcranial magnetic stimulation).

研究衡量的是什么?

主要结果指标

结果测量
大体时间
大声与中等声刺激(LAS 与 MAS)期间的 EMG 分析(即缩短目标肌肉的运动反应时间)
大体时间:基线
基线
EMG 分析的变化(即目标肌肉的运动反应时间缩短)
大体时间:基线和访问 1(7-14 天)之间运动反应时间缩短的变化。
基线和访问 1(7-14 天)之间运动反应时间缩短的变化。
EMG 分析的变化(即目标肌肉的运动反应时间缩短)
大体时间:相对于基线,3 个月和 6 个月时运动反应时间缩短的变化。
相对于基线,3 个月和 6 个月时运动反应时间缩短的变化。
在 StartReact 范式中评估皮质脊髓驱动的胫骨前肌成对 EMG 信号的肌内相干性。
大体时间:基线
基线
通过同时用 LAS 进行声学刺激来调节 EMG 反射反应(由电尺神经刺激引起)
大体时间:基线
基线
经颅磁刺激 (TMS) 研究皮质脊髓生理学/完整性。
大体时间:基线
基线

次要结果测量

结果测量
大体时间
基于 3D 运动学的快速运动与慢速运动的运动模式分析。
大体时间:基线
基线
基于组合虚拟现实 (VR)/运动学系统的快速与慢速到达和步进运动的终点精度。
大体时间:基线
基线
分级重新定义的力量、敏感性和握力评估 (GRASSP) 以测量上肢功能(仅适用于 SCI)
大体时间:结果用于本研究的 2 个子项目:一个子项目在脊髓损伤后 > 12 个月进行 GRASSP,而另一个子项目在 3 次就诊时(脊髓损伤后 < 1、3 和 6 个月)进行 GRASSP脐带损伤)。
结果用于本研究的 2 个子项目:一个子项目在脊髓损伤后 > 12 个月进行 GRASSP,而另一个子项目在 3 次就诊时(脊髓损伤后 < 1、3 和 6 个月)进行 GRASSP脐带损伤)。
脊髓损伤神经学分类国际标准 (ISNCSCI)(仅适用于 SCI)
大体时间:结果用于本研究的 2 个子项目:一个子项目在脊髓损伤后 > 12 个月进行 ISNCSCI,而另一个子项目在 3 次就诊时(脊髓损伤后 < 1、3 和 6 个月)进行 ISNCSCI脐带损伤)。
结果用于本研究的 2 个子项目:一个子项目在脊髓损伤后 > 12 个月进行 ISNCSCI,而另一个子项目在 3 次就诊时(脊髓损伤后 < 1、3 和 6 个月)进行 ISNCSCI脐带损伤)。
10米步行测试(仅限SCI)
大体时间:基线
基线
6 分钟步行测试(仅适用于 SCI)
大体时间:基线
基线
改良 Ashworth 量表 (MAS)(仅适用于 SCI)
大体时间:基线
基线

合作者和调查者

在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。

调查人员

  • 首席研究员:Patrick Freund, Prof. Dr.、University of Zurich

研究记录日期

这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查,以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。

研究主要日期

学习开始 (实际的)

2022年1月15日

初级完成 (估计的)

2027年12月31日

研究完成 (估计的)

2027年12月31日

研究注册日期

首次提交

2021年5月26日

首先提交符合 QC 标准的

2021年7月16日

首次发布 (实际的)

2021年7月19日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2026年11月5日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2026年11月2日

最后验证

2026年11月1日

更多信息

与本研究相关的术语

药物和器械信息、研究文件

研究美国 FDA 监管的药品

不

研究美国 FDA 监管的设备产品

不

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