Life Sciences - Linking Research and Patients' Needs Augmentation of residual neural control by non-invasive spinal cord stimulation to modify spasticity in spinal cord injured people

01.08.2011 - 31.07.2015
Forschungsförderungsprojekt
Spastizität ist als Symptom des oberen Motoneuron-Syndroms ein Hauptfaktor für schwere Beeinträchtigungen nach Querschnittsverletzungen. Klinisch manifestiert sie sich unter anderem in Muskelhypertonie, Hyperreflexie, Kloni, unwillkürliche Muskelkontraktionen und im Verlust selektiver Bewegung. Pathophysiologisch ist sie Folge verletzungsbedingter Veränderungen der supraspinalen Ansteuerung von Neuronenverbänden im Rückenmark. Dies führt zu deren Rekonfiguration und abnormer Verarbeitung eingehender neuraler Signale. Trotz großer Prävalenz ist effektives Spastizitätsmanagement schwierig. Physiotherapeutische Ansätze berücksichtigen vor allem biomechanische Komponenten. Pharmazeutika blockieren die Aktivität spinaler Neurone zusätzlich zur bereits verminderten Willkürmotorik. Chirurgische Eingriffe bergen das Risiko irreversibler Verluste von Restfunktionen. Neuromodulative Techniken modifizieren hingegen die Aktivität spinaler Neuronennetzwerke. Epidurale Rückenmarkstimulation (RMS) im Bereich des oberen Lumbalmarks supprimiert so Spasmen in den Beinen von Querschnittspatienten. In der vergangenen Dekade wurde das Potential der Technik zunehmend auch zur Anregung spinaler Lokomotionszentren erkannt. Jedoch bedarf die epidurale RMS als (minimal-)invasive Technik eines chirurgischen Eingriffs. Die Entwicklung einer nichtinvasiven, transkutanen RMS-Technik und vielversprechende Pilotexperimente haben zum vorliegenden Antrag motiviert. Wir planen zu erforschen, inwieweit sich diese Methode zur Rehabilitation eignet. Wir gehen von der Hypothese aus, dass tonische transkutane RMS die in Tonusregulation und Bewegungssteuerung involvierten neuronalen Netzwerke in Richtung einer Funktionsverbesserung beeinflusst und dieser Effekt die unmittelbare Therapie hinaus noch einige Zeit nachwirkt. Dazu soll die Wirkung auf verschiedene Ausprägungen von Funktionsdefiziten an komplett und inkomplett querschnittsgelähmten Patienten untersucht werden. Klinisch funktionelle und elektrophysiologische Tests werden zur Objektivierung der Spastizitätprofile und motorischen Restfunktionen vor und nach RMS-Therapieeinheiten eingesetzt. Die therapeutische Wirkung nach Einzelsitzungen sowie der nachhaltige Effekt nach Therapieserien werden dokumentiert. Parallel werden neue elektrophysiologische Techniken zur Spastikbeurteilung und Analyse zugrundeliegender Mechanismen auf Basis nichtinvasiv evozierter multisegmentaler spinaler Reflexe entwickelt. Transkutane RMS ist eine nichtinvasive, einfache und kostengünstige Methode mit breitem Potential für Spastiktherapie und Verbesserung motorischer Restfunktionen nach Querschnittsverletzung und gleichzeitig ein effektives Werkzeug für neurophysiologische Studien. Die Zusammenarbeit von Partnern mit komplementären Expertisen wird zu neuen Lösungsansätzen führen und ein attraktives interdisziplinäres wissenschaftliches Umfeld samt klinischer Anbindung für neurowissenschaftlich interessierte Studenten schaffen.

Personen

Projektleiter_in

Projektmitarbeiter_innen

Institut

Förderungsmittel

  • WWTF Wiener Wissenschafts-, Forschu und Technologiefonds (National) Wiener Wissenschafts-, Forschungs- und Technologiefonds (WWTF)

Forschungsschwerpunkte

  • Computational Science and Engineering
  • Außerhalb der TUW-Forschungsschwerpunkte

Schlagwörter

DeutschEnglisch
Rückenmarkstimulationspinal cord stimulation
Elektrostimulationelectrostimulation
Nicht invasivnon-invasive
Spastizitätspasticity
Neuromodulationneuromodulation