Пластичность кортикоспинально-мотонейронных связей усиливает восстановительный эффект физических упражнений у людей с травмой спинного мозга

Реабилитационные упражнения у людей с травмой спинного мозга направлены на активацию сохранившихся нейронных сетей для улучшения восстановления функций. Мы предположили, что сочетание упражнений с неинвазивной стимуляцией спинальных синапсов усилит функциональное восстановление. Двадцать пять человек с хронической неполной травмой шейного, грудного или поясничного отдела спинного мозга случайным образом распределили на группы, получавшие 10 сеансов упражнений в сочетании с парной кортикоспинально-мотонейрональной стимуляцией (PCMS) или имитацией PCMS. В дополнительном эксперименте изучили эффект PCMS без упражнений у 13 человек с травмой спинного мозга, имевших сходные характеристики. Во время PCMS 180 пар стимулов подавали с таким временным интервалом, чтобы вызванные транскраниальной магнитной стимуляцией первичной моторной коры кортикоспинальные импульсы достигали синапсов кортикоспинальных путей с мотонейронами мышц верхних или нижних конечностей (в зависимости от уровня травмы) за 1–2 мс до того, как электрическая стимуляция периферического нерва вызывала антидромные потенциалы в мотонейронах. После всех протоколов участники выполняли упражнения в течение 45 минут. Время выполнения отдельных компонентов градуированной и пересмотренной оценки силы, чувствительности и хватательной функции (GRASSP), а также 10-метрового теста ходьбы в среднем уменьшилось на 20% после всех протоколов. При этом амплитуда кортикоспинальных ответов, вызванных транскраниальной магнитной стимуляцией, и максимальная сила произвольного сокращения целевых мышц в среднем увеличились на 40–50% после PCMS как в сочетании с упражнениями, так и без них, но не после сочетания упражнений с имитацией PCMS. Примечательно, что через 6 месяцев поведенческие и физиологические эффекты сохранялись в группе, получавшей упражнения с PCMS, но не в группе, выполнявшей упражнения с имитацией PCMS. Это позволяет предположить, что стимуляция способствовала сохранению достигнутого благодаря упражнениям эффекта. Полученные данные свидетельствуют о том, что целевая неинвазивная стимуляция спинальных синапсов может быть эффективным способом усилить восстановление после физических упражнений у людей с разной степенью паралича и разным уровнем травмы спинного мозга.