Neuromodulation:背根神经节作为一种新的神经调节靶点在慢性运动性完全性脊髓损伤中引起强烈且可重复的运动反应:一个5例患者研究
时间:2021-06-27 17:02:22 热度:37.1℃ 作者:网络
脊髓损伤(SCI)是对人类中枢神经系统最具破坏性的损伤之一,导致许多问题,包括自主神经控制丧失、肌肉萎缩、痉挛,最突出的是感觉和运动损伤。运动损伤源于下行通路和损伤尾侧脊髓回路之间的断开,剥夺了后者产生和控制运动反应所必需的神经输入。目前针对脊髓损伤后运动恢复的实验策略之一是脊髓的硬膜外神经调节,EES结合康复治疗能够促进运动不完全和运动完全性SCI患者(自愿)运动控制的恢复。
背根神经节(DRG)包含感觉通路的一级神经元,因此负责一系列感觉过程,如痛觉(疼痛)、机械感受(压力)以及本体感受(身体空间位置)。尽管传入输入对脊髓损伤后运动恢复的重要性已经被报道过,但DRG本身还没有被作为刺激源来激发脊髓损伤患者的运动反应。除了对大鼠和猫的初步研究,文献中还没有关于DRG刺激引起运动反应的潜在能力的报道。在脊髓损伤的情况下,使用背根神经节刺激将直接靶向负责的感觉神经元,并在每个脊髓水平上单独进行,呈现出潜在的优势。本研究的目的是首次证明DRG刺激作为运动性完全性脊髓损伤患者神经调节新靶点的可能性。
实验流程图
对于每位患者,研究期总共为五天。第1天,患者接受了临时电极放置,以便在研究期结束时进行非手术切除。受试者在L4层接受DRG导联,每侧一条。这一水平是首选,因为这一水平的根部已知能激活参与膝关节伸展的股四头肌。植入成功后,患者被带到临床神经生理学科进行表面肌电图和临床肌力测量(MRC评分)。在第一次测量之后,患者被送回家,并在运动阈下激活DRG刺激器,以评估持续阈下神经调节的潜在影响。第5天,患者被邀请回来进行第二次测量,以评估运动反应的再现性。同一天,DRG导线在疼痛医学部的门诊环境中被移除。本研究中使用的DRG刺激装置(Abbott,Plano,TX,USA)包括一个外部试验脉冲发生器、两个四极经皮DRG导线和一个无线临床医生编程器装置。脉冲发生器脉冲频率(4–80 Hz)、脉冲幅度(0–6000 mA)和脉冲持续时间(40–1000 μs)。在第一次肌电图测量后,患者被送回家。第1天和第5天第2阶段(等张)收缩期间的肌力是使用医学研究委员会(MRC)评分系统的手动肌肉测试(MMT)进行测量的(评分范围为0到5,0表示“无收缩”,5表示“正常肌力”)。
患者训练情况
在所有患者中,DRG刺激诱发MRC的1期和2期运动反应≥4所有大腿肌肉(股直肌、股外侧肌、股内侧肌和股二头肌)(p < 0.05和p < 分别为0.01),导致膝盖伸展运动足够有力,以便于辅助负重。在研究的第1天和第5天之间,均方根值没有显著差异,表明运动反应是可重复的。研究期间,所有患者均未报告任何(严重)不良事件(包括自主神经反射障碍症状),研究团队也未观察到任何(严重)不良事件。在刺激过程中没有测量到血压的异常变化。
本文首次证明双侧L4背根神经节刺激可引起上肢可重复的运动反应,足以辅助慢性运动性完全性脊髓损伤患者负重。
Soloukey, S., de Rooij, J.D., Osterthun, R., Drenthen, J., De Zeeuw, C.I., Huygen, F.J.P.M. and Harhangi, B.S. (2021), The Dorsal Root Ganglion as a Novel Neuromodulatory Target to Evoke Strong and Reproducible Motor Responses in Chronic Motor Complete Spinal Cord Injury: A Case Series of Five Patients. Neuromodulation: Technology at the Neural Interface