Les lésions de la moelle épinière incomplètes (LME) sont associées à des déficits moteurs chroniques. Les thérapies neuroprosthétiques peuvent cibler les voies encore intactes pour traiter les déficits locomoteurs. Puisqu’aucune étude n’a directement comparé l’effet individuel et combiné de la stimulation corticale et spinale sur la récupération de la marche, notre laboratoire a développé une neuroprothèse qui stimule les circuits moteurs corticaux et spinaux en synchronisation avec la marche. Nous avons évalué les effets immédiats de la stimulation corticale et/ou spinale sur la locomotion sur tapis roulant à l’état intact et suivant une LME au niveau thoracique 9 (T9). Les rats ont été implantés avec des électrodes électromyographiques (EMG) dans les muscles des membres postérieurs, une matrice de 32 électrodes dans le cortex moteur et des électrodes au niveau des segments lombaire (L2) et sacré (S1). L’analyse de la cinématique de la marche a démontré une amélioration synergique des mouvements des jambes grâce à la stimulation spatiotemporelle du cortex moteur, de L2 et S1 comparativement aux stimulations individuelles. Les effets à long terme ont été évalués suite à l’intégration de la neuroprothèse cortico-spinale à un protocole de réadaptation de 3 semaines. Sur une tâche d’échelle, les rats entraînés avec la stimulation corticale, avec ou sans stimulation spinale, ont obtenu des performances supérieures, démontrant l’importance de la stimulation corticale pour la récupération du contrôle moteur volontaire. Ces expériences ont permis une compréhension approfondie des réponses motrices spécifiques à chaque type de stimulation selon différents paramètres pour l’optimisation de la neuroprothèse. Nos résultats ont démontré l’importance d’adopter une approche combinée en intégrant la stimulation corticale et spinale et pourront guider de futurs protocoles de réadaptation après une LME. / Incomplete spinal cord injuries (SCI) are associated with chronic locomotor deficits. Neuroprosthetic therapies can target the remaining pathways to treat locomotor deficits. Because no study has directly compared the individual and combined effects of cortical and spinal stimulation on locomotor recovery, our laboratory has developed a neuroprosthesis that stimulates cortical and spinal motor circuits in synchrony with gait. We evaluated the immediate effects of cortical and/or spinal stimulation on treadmill locomotion at the intact sate and following SCI at thoracic level 9 (T9). Rats were implanted with electromyographic electrodes (EMGs) in the hindlimb muscles, a 32-channel array the motor cortex and electrodes over the lumbar (L2) and sacral (S1) spinal segments. Gait analysis demonstrated synergistic improvement in leg movements with the spatiotemporal cortical, L2 and S1 stimulations compared to individual stimulations. Long-term effects were evaluated following the integration of the cortico-spinal neuroprosthesis into a 3-week rehabilitation protocol. In the ladder task, rats trained with cortical stimulation, with or without spinal stimulation, achieved superior performances, demonstrating the importance of cortical stimulation for the recovery of voluntary motor control. These experiments provide a comprehensive understanding of specific motor responses to each type of stimulation under different parameters for the neuroprosthesis optimization. Our results underscore the importance of adopting a combined approach by integrating cortical and spinal stimulation, which could guide future rehabilitation protocols after spinal cord injury.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/33861 |
| Date | 04 1900 |
| Creators | Drainville, Roxanne |
| Contributors | Martinez, Marina |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | fra |
| Detected Language | French |
| Type | thesis, thèse |
| Format | application/pdf |
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