Neuroplasticity of prehensile neural networks after quadriplegia
Neuroplasticité des réseaux de la préhension après tétraplégie
Résumé
Targeting cortical neuroplasticity through rehabilitation-based practice is believed to enhance functional recovery after spinal cord injury (SCI). While prehensile performance is severely disturbed after C6–C7 SCI, subjects with tetraplegia can learn a compensatory passive prehension using the tenodesis effect. During tenodesis, an active wrist extension triggers a passive flexion of the fingers allowing grasping. We investigated whether motor imagery training could promote activity-dependent neuroplasticity and improve prehensile tenodesis performance. SCI participants (n=6) and healthy participants (HP, n=6) took part in a repeated measurement design. After an extended baseline period of 3weeks including repeated magnetoencephalography (MEG) measurements, MI training was embedded within the classical course of physiotherapy for 5 additional weeks (three sessions per week). An immediate MEG post-test and a follow-up at 2months were performed. Before MI training, compensatory activations and recruitment of deafferented cortical regions characterized the cortical activity during actual and imagined prehension in SCI participants. After MI training, MEG data yielded reduced compensatory activations. Cortical recruitment became similar to that in HP. Behavioral analysis evidenced decreased movement variability suggesting motor learning of tenodesis. Data suggest that MI training participated to reverse compensatory neuroplasticity in SCI participants, and promoted the integration of new upper limb prehensile coordination in the neural networks functionally dedicated to the control of healthy prehension before injury.
Cibler la neuroplasticité des réseaux corticaux par des pratiques de rééducation est un moyen de favoriser la récupération fonctionnelle après une lésion de la moelle épinière (LME). Bien que la performance de préhension soit gravement perturbée après une LME au niveau C6–C7, les sujets atteints de tétraplégie peuvent apprendre une préhension compensatoire passive en utilisant l'effet de ténodèse. Lors de la ténodèse, une extension active du poignet déclenche une flexion passive des doigts, permettant la préhension. Nous avons étudié si l'entraînement à l'imagerie motrice pouvait promouvoir une neuroplasticité dépendante de l'activité et améliorer la performance de préhension par ténodèse. Des participants avec LME (n=6) et des participants sains (HP, n=6) ont pris part à un protocole à mesures répétées. Après une période de base prolongée de 3 semaines incluant des mesures répétées en magnétoencéphalographie (MEG), l'entraînement à l'imagerie motrice a été intégré au programme classique de physiothérapie pendant 5 semaines supplémentaires (trois séances par semaine). Un post-test MEG immédiat et un suivi à 2 mois ont été réalisés. Avant l'entraînement à l'IM, des activations compensatoires et un recrutement de régions corticales désafférentées caractérisaient l'activité corticale lors de la préhension réelle et imaginée chez les participants avec LME. Après l'entraînement à l'IM, les données MEG ont révélé une réduction des activations compensatoires. Le recrutement cortical est devenu similaire à celui observé chez les participants sains. L'analyse comportementale a mis en évidence une diminution de la variabilité des mouvements, suggérant un apprentissage moteur de la ténodèse. Les données suggèrent que l'entraînement à l'IM a contribué à inverser la neuroplasticité compensatoire chez les participants avec LME et a favorisé l'intégration d'une nouvelle coordination de préhension des membres supérieurs dans les réseaux neuronaux fonctionnellement dédiés au contrôle de la préhension saine avant la lésion.
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