Tilbake til søkeresultatene

BEHANDLING-God og treffsikker diagnostikk, behandling og rehabilitering

Non-invasive electrical stimulation of the cervical spinal cord to facilitate arm and hand functional re plasticity after spinal cord injury

Alternativ tittel: Målrettet manipulasjon av perinevronale nett i spesifikke nervecelletyper: Eksperimentelle studier av adaptiv plastisitet ved ryggmargsskade

Tildelt: kr 4,7 mill.

Ryggmargsskader fører som oftest til varig funksjonstap, både sensorisk og motorisk. Men begrenset gjenvinning av funksjon kan forekomme gjennom en prosess som heter "adaptiv plastisitet", og mye forskning fokuserer nå på hvordan man kan fremme dette. Nyere forskning har vist at elektrisk stimulering av ryggmargen, enten med elektroder plassert i virvelkanalen (epidural stimulering) eller elektroder plassert på huden (transkutan stimulering) kan fremme adaptiv plastisitet. Dette skjer trolig gjennom 2 mekanismer: 1) ved å gi smidigere betingelser for impulstraffik under stimulering, og 2) ved å skape nye forbindelser mellom nerveceller i ryggmargen. Denne forskningen har fokusert på lumbal ryggmargen og gangebevegelser (og til en viss grad også urinblære og seksuell funksjon). Hos tetraplega pasienter derimot, er det arm og håndfunksjon som har høyest prioritet når det gjelder funksjonsgjenvinning. Vårt prosjekt tar sikte på å undersøke i hvilken grad elektrisk stimulering av den cervikale delen av ryggmargen fremmer gjenvinning av håndfunksjon, i både mus, rotte, aper og mennesker. I løpet av prosjektet har vi etablert trening av mus i å utføre målrettede bevegelser av forbenet og forpoten for å gripe fatt i et objekt, testing av denne atferd med høyhastighets videoopptakk, etablering av metoden for å lage ensidig ryggmargskader i cervikal ryggmarg, påført de samme musene en slik ensidig ryggmargsskade, og etablert metoder for å kartlegge synaptiske forbindelser fra hjernen til nervecellene i ryggmargen som er involvert i "rekke-og-gripe" bevegelsene. Vi har gjort den første anatomiske kartleggingen av motoriske nerveceller som innerverer "gripe"-musklene, og vi har nå et omfattende materiale når det gjelder endringer i synaptiske forbindelser etter ryggmargsskade. På grunnlaget av disse resultater jobber vi nå med 2 vitenskapelige artikler, samt en videreføring av prosjektet med samarbeidspartnerne ved University of Barcelona.

The aim of the present proposal is to obtain proof of concept that transcutaneous cervical electrical stimulation modulates cervical spinal networks to facilitate arm and hand function recovery in cervical spinal cord injured patients. This aim will be reached by employing rodent and primate animal models to decipher molecular, cellular and physiological mechanisms that drive stimulation-induced neuromodulation and recovery, and by translating this knowledge to human experiments. This bottom to top approach employing animal models and human testing will determine the degree to which non-invasive neuromodulation of the cervical spinal cord can facilitate functional recovery of the arm and hand through enhanced transmission within the residual brain-to-spinal cord connectome. The proposal establishes a consortium with a unique combination of methodological approaches to tackle specific objectives. The human and animal experiments will be run in parallel, with results from experiments exploiting the advantages of each animal species feeding directly into clinical testing with humans. To facilitate the comparison and implementation of the results obtained, the proposal includes sharing and transfering expertise and technology between the laboratories. Stimulation protocols will be designed by Newcastle University (UK), protocols for training rodents (rats and mice) to reach and grasp will be implement by the UAB (Spain), and advanced connectome tools will be employed by the University of Oslo (Norway) to identify circuit elements involved in network plasticity, and clinical testing will be performed at Guttman Rehabilitation Hospital (Spain). Students from each laboratory will engage in training at one of the other consortium laboratories to enhance the integration of specific techniques needed to implement the WPs.

Aktivitet:

BEHANDLING-God og treffsikker diagnostikk, behandling og rehabilitering