Changes in neuroplasticity and type of recovery in motor cortex according to onset of rehabilitation following ischemic stroke.
Authors
Nielsen, Michael Vognsen ; Ottesen, Kasper Juhl Græsbøll ; Fjeldborg, Lars Christian
Term
4. term
Publication year
2010
Submitted on
2010-06-17
Pages
129
Abstract
Slagtilfælde er en af de største årsager til handicap og dødelighed globalt. Neuroplasticitet (hjernens evne til at omorganisere sig) antages at være central for at genvinde funktion. Vi undersøgte de langsigtede effekter af iskæmisk slagtilfælde i forhold til, hvornår genoptræning påbegyndes, og hvilken type bedring der sker: 'true recovery' (at genopnå funktion via de oprindelige neurale kredsløb) versus 'behavioral compensation' (at lære alternative strategier). Intrakortikale signaler blev målt fra motorisk cortex i penumbra-zonen (området omkring den primære læsion). 11 Sprague-Dawley-rotter blev implanteret med et 16-kanals elektrodearray. Der blev indsamlet baselinedata før slagtilfældet, som blev induceret med fototrombosemetoden (lys fremkalder en lokal blodprop). Rotterne blev inddelt i Gruppe A (n=6; målinger dag 1, 2, 4, 7 og 10) og Gruppe B (n=5; dag 4, 5, 7, 10 og 13). Adfærden blev vurderet som hastigheden, hvormed rotterne tog en foderpille. Data blev analyseret med ANOVA (en statistisk test, der sammenligner grupper) og ved at klassificere mønstre i PSTH-plots (peri-stimulus time histogram). ANOVA indikerede forskelle i neuroaktivitet mellem grupperne. I Gruppe A havde PSTH-plots flere fælles træk på tværs af dyr, og responserne på dag 7–10 lignede baselinen. Hastigheden for at tage piller og PSTH-funktioner tydede på, at mange rotter i Gruppe A opførte sig ens. I Gruppe B sås ikke et tilsvarende fælles mønster. Det tyder på, at opstartstidspunktet for genoptræning påvirker hjernens plasticitet: Et tidligt starttidspunkt var forbundet med en mere organiseret og ensartet rehabilitering og muligvis et højere niveau af 'true recovery'. Variation mellem individuelle dyr bør forventes og undersøges nærmere. En forbedret forståelse af slagtilfældets indvirkning på bevægeapparatet kan understøtte et mere evidensbaseret design af genoptræning efter slagtilfælde.
Stroke is a leading cause of disability and death worldwide. Neuroplasticity (the brain's ability to reorganize) is considered key to functional recovery. We examined the long-term effects of ischemic stroke in relation to when rehabilitation starts and the type of recovery: 'true recovery' (regaining function via original neural circuits) versus 'behavioral compensation' (learning alternative strategies). Intracortical signals were recorded from the motor cortex in the penumbra zone (the area surrounding the core lesion). Eleven Sprague-Dawley rats were implanted with a 16-channel electrode array. Baseline data were collected before a stroke was induced by the photothrombosis method (light triggers a local blood clot). The rats were assigned to Group A (n=6; recordings on days 1, 2, 4, 7, and 10) and Group B (n=5; days 4, 5, 7, 10, and 13). Behavior was assessed as the speed to take a food pellet. Data were analyzed with ANOVA (a statistical test that compares groups) and by classifying patterns in PSTH plots (peri-stimulus time histogram). ANOVA indicated differences in neural activity between groups. In Group A, PSTH plots shared similar features across animals, and responses on days 7–10 resembled baseline. Pellet-taking speed and PSTH features suggested many rats in Group A behaved similarly. In Group B, no comparable common pattern was identified. These findings suggest that the timing of rehabilitation influences brain plasticity: an earlier start was associated with a more organized and uniform rehabilitation period and possibly a higher level of 'true recovery.' Individual variability is expected and warrants further investigation. A better understanding of how stroke affects the motor system can support more evidence-based rehabilitation design after stroke.
[This abstract was generated with the help of AI]
Keywords