Neurophysiologic correlates of training-induced locomotor learning post-stroke

中风后训练诱导的运动学习的神经生理学相关性

基本信息

  • 批准号:
    10640096
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.77万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

ABSTRACT / PROJECT SUMMARY  Most stroke survivors present with gait dysfunction resulting in reduced community participation and quality of  life. A promising rehabilitation intervention for mitigating post-­stroke gait deficits is the combination of fast  walking and functional electrical stimulation (FastFES). Dr. Trisha Kesar (primary mentor) is currently leading  an NIH funded R01 comparing the long-­term effects (18 sessions and up to 12-­week follow-­up) of FastFES  versus conventional Fast on walking function and corticospinal excitability. Despite its promise, FastFES, like  virtually all gait interventions, faces the problem of variation in individual response to treatment.  Neurophysiological testing takes aim at the root of this problem by exploring the neural mechanisms underlying  each individual’s unique response. Because neuromotor circuit plasticity is a core component of treatment  response, quantifying this adaptation potentially provides a means for identifying likely responders and non-­ responders early in the treatment process. A promising tool for non-­invasively assessing changes in  corticomotor excitability is transcranial magnetic stimulation (TMS). In fact, TMS response has already been  correlated with retention of functional improvement in other post-­stroke motor interventions. However, whether  TMS-­derived measures correlate with response to Fast or FastFES training is unknown. Additionally, TMS-­ induced measures do not differentially account for changes at the spinal reflex circuit or the motoneuron level,  which can be evaluated by measuring H-­reflexes in response to peripheral nerve stimulation, another non-­ invasive technique that can probe spinal circuit neuroplasticity. Thus, I propose to gather additional TMS and  H-­reflex data prior to and following the first training session in Dr. Kesar’s parent R01 study, which will be  compared to biomechanical changes during and at 48-­hours following (retention) the training, to test the  hypothesis that baseline corticomotor and spinal excitability, as well as training-­induced acute neurophysiologic  responses to Fast and FastFES are associated with locomotor learning of biomechanical improvements.  Finally, corticomotor or spinal circuit changes in response to a single intervention do not indicate whether an  individual who exhibits a ‘response’ or non-­response to the treatment does so due to poor intervention  matching or a generalized decrease in neuroplasticity capacity. Thus, I propose a baseline measurement of  individual responses to paired associative stimulation (PAS), a non-­invasive method to quantify an individual’s  capacity for neuroplastic change. We hypothesize that baseline PAS response will be associated with  biomechanical and neurophysiological response to the gait treatment. In addition to providing novel insights  into neural correlates of acute responses to stroke gait training, this F31 project will provide the PI valuable  training in collection, processing, and interpretation of neurophysiologic data under the supervision of an elite  mentoring team comprising experts in neuromechanics processes of clinical gait rehabilitation (Kesar),  neuroplasticity and PAS (Borich), and corticospinal physiology (Nichols).
摘要://项目摘要: 大多数中风后的幸存者都有步态和功能障碍,导致他们的社区参与度降低,生活质量下降。 生活。一种有希望的康复和干预措施,用于缓解中风后的步态和功能障碍,是快速康复的最佳组合。 步行和功能性电刺激技术(FastFES)。目前领先的是Kesar Kesar博士(初级指导老师)。 美国国立卫生研究院资助的一个项目R01比较了FastFES的长期疗效(18个疗程)和12周的随访结果。 与传统的FastFES相比,FastFES在行走功能和皮质脊髓兴奋性方面表现出色。尽管FastFES有很好的前景,但它很喜欢。 几乎在所有的步态干预措施中,他们都面临着个体对治疗的反应存在差异的主要问题。 神经生理学测试旨在通过探索潜在的神经机制来解决这一问题的根本原因。 每个人都有自己独特的心理反应,因为神经运动回路的可塑性是心理治疗的核心组成部分。 响应,并将这种潜在的适应能力量化,可能为识别可能的应答者和非应答者提供了一种新的手段。 急救人员在治疗过程中很早就开始了。这是一种很有前途的非侵入性评估医疗变化的工具。 皮质运动兴奋性测试是经颅磁刺激测试(TMS)。事实上,TMS的反应测试已经开始了。 这与其他中风后运动障碍干预中功能障碍改善的保留率有关。然而,我们不知道是否有。 TMS派生的培训措施与对FastFES或FastFES的响应措施相关,目前尚不清楚。此外,TMS- 诱导的治疗措施并不能很好地解释脊髓神经反射回路或运动神经元水平的变化。 其中一个可以通过测量H反射对周围神经刺激的反应来进行评估,另一个则是非H反射。 侵入性技术是一种可以探测脊髓神经回路和神经可塑性的技术。因此,我建议采用这种技术来收集更多的TMS细胞和细胞。 在科萨尔博士的父母R01的研究中,第一次培训课程结束之前和之后的H-reflex数据,将不会被删除。 与训练结束后至少48小时的训练和训练过程中的生物力学变化相比,我们需要对运动员进行测试。 假说是皮质醇和脊髓兴奋性的基线,以及训练诱导的急性神经生理学改变。 对FastFES和FastFES的反应与运动者对生物力学和改善的学习能力有关。 最后,皮质运动神经或脊髓神经回路的变化是对单一神经干预的反应,但不能完全表明是否存在。 由于医疗干预不力,个人对医疗服务的反应不是很好,而是表现出对治疗的反应或不反应。 因此,我建议将神经可塑性和能力的测量结果作为一个新的基线。 个体对配对联想神经刺激试验(PAS)的反应是一种新的非侵入性测试方法,用于进一步量化个体的心理健康状况。 神经可塑性改变的能力。我们假设,基线PAS和反应能力将不会与其相关。 生物力学研究和神经生理学研究有助于改善步态治疗。此外,它还提供了新的医学见解。 INTO神经系统与中风和步态训练的急性运动反应相关,但这个F31运动项目将为运动PI提供有价值的工具。 在中国精英的监督下,培训学生收集、处理、处理和解释他们的神经生理学数据。 指导团队由精通神经力学和临床步态康复治疗(Kesar),过程的专家组成。 神经可塑性和帕金森综合症(Borich),以及皮质脊髓神经生理学(Nichols)。

项目成果

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