Anti-Nogo-A Antibody Treatment Promotes Recovery of Manual Dexterity after Unilateral Cervical Lesion in Adult Primates--re-examination and Extension of Behavioral Data.

In rodents and nonhuman primates subjected to spinal cord lesion, neutralizing the neurite growth inhibitor Nogo-A has been shown to promote regenerative axonal sprouting and functional recovery. The goal of the present report was to re-examine the data on the recovery of the primate manual dexterity using refined behavioral analyses and further statistical assessments, representing secondary outcome measures from the same manual dexterity test. Thirteen adult monkeys were studied; seven received an anti-Nogo-A antibody whereas a control antibody was infused into the other monkeys. Monkeys were trained to perform the modified Brinkman board task requiring opposition of index finger and thumb to grasp food pellets placed in vertically and horizontally oriented slots. Two parameters were quantified before and following spinal cord injury: (i) the standard 'score' as defined by the number of pellets retrieved within 30 s from the two types of slots; (ii) the newly introduced 'contact time' as defined by the duration of digit contact with the food pellet before successful retrieval. After lesion the hand was severely impaired in all monkeys; this was followed by progressive functional recovery. Remarkably, anti-Nogo-A antibody-treated monkeys recovered faster and significantly better than control antibody-treated monkeys, considering both the score for vertical and horizontal slots (Mann-Whitney test: P = 0.05 and 0.035, respectively) and the contact time (P = 0.008 and 0.005, respectively). Detailed analysis of the lesions excluded the possibility that this conclusion may have been caused by differences in lesion properties between the two groups of monkeys.

Participation of nurses in the execution of clinical research protocol about technological innovation

AbstractOBJECTIVETo report the nurse's experience of inclusion in interdisciplinary clinical study about technological innovation, involving people with spinal cord injury.METHODDescriptive experience report. The empirical support was based on notes about perspectives and practice of clinical research, with a multi-professional nursing, physical education, physiotherapy and engineering staff.RESULTThe qualification includes the elaboration of the document for the Ethics Committee, familiarization among the members of staff and with the studied topic, and also an immersion into English. The nurse's knowledge gave support to the uptake of participants and time adequacy for data collection, preparation and assistance of the participants during the intervention and after collection. Nursing theories and processes have contributed to reveal risky diagnoses and the plan of care. It was the nurse's role to monitor the risk of overlapping methodological strictness to the human aspect. The skills for the clinical research must be the object of learning, including students in multidisciplinary researches.CONCLUSIONTo qualify the nurse for clinical research and to potentialize its caregiver essence, some changes are needed in the educational system, professional behavior, attitude and educational assistance.

Hand-in-hand advances in biomedical engineering and sensorimotor restoration.

BACKGROUND: Living in a multisensory world entails the continuous sensory processing of environmental information in order to enact appropriate motor routines. The interaction between our body and our brain is the crucial factor for achieving such sensorimotor integration ability. Several clinical conditions dramatically affect the constant body-brain exchange, but the latest developments in biomedical engineering provide promising solutions for overcoming this communication breakdown. NEW METHOD: The ultimate technological developments succeeded in transforming neuronal electrical activity into computational input for robotic devices, giving birth to the era of the so-called brain-machine interfaces. Combining rehabilitation robotics and experimental neuroscience the rise of brain-machine interfaces into clinical protocols provided the technological solution for bypassing the neural disconnection and restore sensorimotor function. RESULTS: Based on these advances, the recovery of sensorimotor functionality is progressively becoming a concrete reality. However, despite the success of several recent techniques, some open issues still need to be addressed. COMPARISON WITH EXISTING METHOD(S): Typical interventions for sensorimotor deficits include pharmaceutical treatments and manual/robotic assistance in passive movements. These procedures achieve symptoms relief but their applicability to more severe disconnection pathologies is limited (e.g. spinal cord injury or amputation). CONCLUSIONS: Here we review how state-of-the-art solutions in biomedical engineering are continuously increasing expectances in sensorimotor rehabilitation, as well as the current challenges especially with regards to the translation of the signals from brain-machine interfaces into sensory feedback and the incorporation of brain-machine interfaces into daily activities.

Brain Injuries In Iowa, September 2001

Under Iowa law, hospitals treating persons with a brain or spinal cord injury which results in a hospital admission, patient transfer, or death must report that injury to the Central Registry for Brain and Spinal Cord Injuries of the Iowa Department of Public Health.

Efectos de la visualización motora como parte del tratamiento de fisioterapia en pacientes con lesión medular

Actualmente, las lesiones medulares son muy frecuentes y suelen provocar una repentina pérdida de autonomía; así pues, es importante el estudio de los posibles tratamientos teniendo como finalidad el incremento de la funcionalidad de las personas afectadas por este tipo de lesión. La visualización motora es una técnica utilizada desde hace muchos años en el ámbito del deporte, pero está muy poca estudiada en personas sufriendo algún tipo de lesión medular incompleta. El interés de esta técnica viene también de la poca cantidad de recursos económicos que necesita su utilización. El presente proyecto explica la elaboración de un estudio mixto que tiene como principal objetivo el estudio de los efectos de la visualización motora como parte del tratamiento de fisioterapia en pacientes sufriendo una lesión medular incompleta, mediante una aplicación de esta técnica enfocada en los miembros afectados por la lesión. Se propone entonces realizar un tratamiento a pacientes ingresados en centros especializados en lesión medular. Las limitaciones del estudio son el posible abandono de algún participante, el pequeño tamaño de la muestra y la dificultad para valorar la real implicación de las personas participantes.

Management of Pharyngeal Fistulas After Anterior Cervical Spine Surgery: A Treatment Algorithm for Severe Complications.

STUDY DESIGN:: Retrospective database- query to identify all anterior spinal approaches. OBJECTIVES:: To assess all patients with pharyngo-cutaneous fistulas after anterior cervical spine surgery. SUMMARY OF BACKGROUND DATA:: Patients treated in University of Heidelberg Spine Medical Center, Spinal Cord Injury Unit and Department of Otolaryngology (Germany), between 2005 and 2011 with the diagnosis of pharyngo-cutaneous fistulas. METHODS:: We conducted a retrospective study on 5 patients between 2005 and 2011 with PCF after ACSS, their therapy management and outcome according to radiologic data and patient charts. RESULTS:: Upon presentation 4 patients were paraplegic. 2 had PCF arising from one piriform sinus, two patients from the posterior pharyngeal wall and piriform sinus combined and one patient only from the posterior pharyngeal wall. 2 had previous unsuccessful surgical repair elsewhere and 1 had prior radiation therapy. In 3 patients speech and swallowing could be completely restored, 2 patients died. Both were paraplegic. The patients needed an average of 2-3 procedures for complete functional recovery consisting of primary closure with various vascularised regional flaps and refining laser procedures supplemented with negative pressure wound therapy where needed. CONCLUSION:: Based on our experience we are able to provide a treatment algorithm that indicates that chronic as opposed to acute fistulas require a primary surgical closure combined with a vascularised flap that should be accompanied by the immediate application of a negative pressure wound therapy. We also conclude that particularly in paraplegic patients suffering this complication the risk for a fatal outcome is substantial.

Mini invasive skeletal muscle biopsy technique with a tri-axial end cut needle.

OBJECTIVE: Skeletal Muscle Biopsy is a minor surgical procedure for the diagnosis of different neuromuscular pathological conditions and has recently gained popularity also in the research field of age-related muscular modifications and sarcopenia. Few studies focused on the application of mini-invasive muscular biopsy in both normal and pathological conditions. The aim of our study was to describe a mini invasive ultrasound-guided skeletal muscular biopsy technique in complete spinal cord injured (SCI) patients and healthy controls with a tri-axial end-cut needle. PATIENTS AND METHODS: Skeletal muscle biopsies were collected from 6 chronic SCI patients and 3 healthy controls vastus lateralis muscle with a tri-axial end cut needle (Biopince© - Angiotech). Muscle samples were stained for ATPase to determine fibers composition, moreover, gene expression of cyclooxygenase-1 (COX-1) and prostaglandin E2 receptor has been analyzed by Real Time RT-PCR. RESULTS: All the procedures were perfomed easily without failures and complications. Control tissue was macroscopically thicker than SCI one. Control specimen displayed an equal distribution of type I and type II fibers, while SCI sample displayed a prevalence of type II fibers SCI specimen displayed a significant reduction in COX-1 gene expression. This mini-invasive approach was easy, accurate and with low complication rate in performing skeletal muscle biopsy in both SCI patients and controls. CONCLUSIONS: This technique could be useful in conditions in which the overall quantity of specimen required is small like for molecular biology analysis. For histological diagnostic purposes and/or conditions in which the original tissue is already pathologically modified, this technique should be integrated with more invasive techniques.

La mejora de la calidad de vida de las personas con lesión medular: la transición del centro rehabilitador a la vida cotidiana desde la perspectiva de los usuarios

El retorno a la vida cotidiana para una persona con lesión medular después del periodo de rehabilitación en régimen hospitalario, es un proceso difícil no exento de dificultades y nuevos retos personales. En este trabajo nos planteamos identificar aquellos factores más relevantes que contribuyen a mejorar su calidad de vida, desde la perspectiva de las propias personas afectadas. Hemos realizado dos grupos de discusión: uno formado por 12 personas con paraplejia y otro formado por 6 personas con tetraplejia. El análisis de contenido realizado indica que, para los participantes existen dos dimensiones relacionadas con su percepción de calidad de vida una vez salen del centro de rehabilitación: a) necesidad de atención al entorno más próximo y b) preparación para el mundo real. Concluimos señalando la importancia de realizar programas de rehabilitación integral, que incluyan, rehabilitación física, aprendizaje de habilidades que posibiliten el máximo de independencia y autonomía personal y trabajo de apoyo a la familia

Continuing Medical Education Self-Assessment Questions Vol. 50, No. 2 - April 2014. Focal vibration in neurorehabilitation.

During the last decade, many studies have been carried out to understand the effects of focal vibratory stimuli at various levels of the central nervous system and to study pathophysiological mechanisms of neurological disorders as well as the therapeutic effects of focal vibration in neurorehabilitation. This review aimed to describe the effects of focal vibratory stimuli in neurorehabilitation including the neurological diseases or disorders like stroke, spinal cord injury, multiple sclerosis, Parkinson's' disease and dystonia. In conclusion, focal vibration stimulation is well tolerated, effective and easy to use, and it could be used to reduce spasticity, to promote motor activity and motor learning within a functional activity, even in gait training, independent from etiology of neurological pathology. Further studies are needed in the future well- designed trials with bigger sample size to determine the most effective frequency, amplitude and duration of vibration application in the neurorehabilitation.

Catecholamine response to exercise in individuals with different levels of paraplegia

The purpose of this study was to investigate the effect of the level of injury on the serum level of norepinephrine (Nor) and epinephrine (Epi) at rest and after maximal exercise in individuals with paraplegia. Twenty-six male spinal cord-injured subjects with complete paraplegia for at least 9 months were divided into two groups of 13 subjects each according to the level of injury, i.e., T1-T6 and T7-T12. Serum Nor and Epi concentrations were measured by HPLC-ECD, at rest (PRE) and immediately after a maximal ergospirometric test (POST). Statistical analysis was performed using parametric and non-parametric tests. Maximal heart rate, peak oxygen uptake, and PRE and POST Nor were lower in the T1-T6 than in the T7-T12 group (166 ± 28 vs 188 ± 10 bpm; 18.0 ± 6.0 vs 25.8 ± 4.1 ml kg-1 min-1; 0.54 ± 0.26 vs 0.99 ± 0.47 nM; 1.48 ± 1.65 vs 3.07 ± 1.44 nM). Both groups presented a significant increase in Nor level after exercise, while only the T7-T12 group showed a significant increase in Epi after exercise (T1-T6: 0.98 ± 0.72 vs 1.11 ± 1.19 nM; T7-T12: 1.24 ± 1.02 vs 1.89 ± 1.57 nM). These data show that individuals with paraplegia above T6 have an attentuated catecholamine release at rest and response to exercise as compared to subjects with injuries below T6, which might prevent a better exercise performance in the former group.

Les cytokines inflammatoires modulent la prolifération et la différenciation in vitro des cellules souches/progénitrices de la moelle épinière.

La moelle épinière (MÉ) est essentielle pour relier les informations motrices et sensorielles entre le cerveau et la périphérie. Malheureusement, elle peut facilement être endommagée suite à un traumatisme médullaire (TM) ou des pathologies comme la sclérose en plaques. Chez les vertébrés inférieurs, tels les amphibiens, la MÉ lésée se régénère via ses cellules souches endogènes, alors que celle des mammifères démontre une très faible habileté régénératrice post-traumatique. Des travaux récents ont démontré que la MÉ des mammifères contient des cellules souches neurales latentes correspondant aux cellules épendymaires du canal central. D’autres études ont prouvé qu’à la suite d’un TM, les cellules souches épendymaires (cSÉ) prolifèrent, migrent vers le site de la lésion et se différencient principalement en cellules gliales. Promouvoir la régénération de la MÉ endommagée via la modulation des cellules souches endogènes devient donc une voie thérapeutique intéressante. Isolant des cellules souches/progénitrices de la MÉ via la culture de neurosphères (NS), nos études in vitro, en présence de cytokines inflammatoires ou de milieu conditionné auxmacrophages, suggèrent que la réponse inflammatoire influence fortement la prolifération et la différentiation des cSÉ. Dans l’objectif de définir le programme génétique relié à l’activation des cSÉ de la MÉ, nous avons débuté l’élaboration d’un protocole d’isolement des cSÉ à l’aide d’un modèle de souris transgénique.

Étude du contrôle postural quasi-statique et dynamique en position debout des personnes ayant une lésion médullaire incomplète.

L’atteinte sensorimotrice découlant d’une lésion médullaire traumatique affecte la capacité à se tenir debout de façon sécuritaire. Chez les individus ayant une lésion médullaire incomplète, les chutes lors des tâches locomotrices sont fréquentes après la réadaptation, entraînant des blessures qui affectent la participation sociale et la qualité de vie. Une meilleure compréhension du contrôle postural en clinique aiderait à cibler des interventions efficaces à ce niveau. L’objectif général de cette thèse était donc d’étudier le contrôle postural debout lors de tâches variées chez les personnes avec lésion médullaire traumatique en utilisant une approche biomécanique. Les objectifs spécifiques étaient d’étudier divers aspects du contrôle postural en lien avec chacune des tâches et d’identifier les variables prédictives de la stabilité. Vingt-cinq (25) personnes ayant une lésion médullaire traumatique incomplète ont été recrutées. Elles ont été évaluées au laboratoire d’analyse de mouvement lors du maintien de la station debout quasi-statique yeux ouverts et fermés, de l’exécution d’un test des limites de stabilité multidirectionnelles, de la marche naturelle et de l’initiation et l’arrêt de la marche. Des mesures biomécaniques caractérisant le déplacement du centre de pression (COP) ainsi que le modèle du contrôle postural dynamique des forces stabilisantes et déstabilisantes ont été utilisés pour comparer le contrôle postural des patients à celui d’un groupe formé de 33 personnes en santé. Les résultats ont montré une diminution du contrôle postural quasi-statique et dynamique chez les personnes ayant une lésion médullaire comparativement aux personnes en santé. Cette diminution s’accompagnait d’une contribution élevée des informations visuelles à la station debout quasi-statique qui était associée au score du mini BESTest. Le déplacement du COP lors du test des limites de stabilité multidirectionnelle se caractérisait par une difficulté à suivre la direction indiquée. Ce manque de précision causait une augmentation du trajet nécessaire pour atteindre la distance maximale dans chacune des directions. Les résultats au maintien de la station debout quasi-statique et au test des limites de stabilité multidirectionnelle n’étaient pas corrélés. La phase unipodale de la marche des personnes ayant une lésion médullaire différait de celle des personnes en santé par une force stabilisante maximale moindre et une force déstabilisante plus grande alors que l’arrêt de la marche se révélait plus instable que l’initiation de la marche chez les personnes ayant une lésion médullaire. Pour l’ensemble des tâches de marche, la vitesse du COM et la distance entre le COP et la base de support étaient les facteurs explicatifs principaux des forces stabilisantes et déstabilisantes. En somme, les résultats confirment l’impression clinique d’une atteinte générale du contrôle postural debout des personnes ayant une lésion médullaire; ils en précisent les caractéristiques et ciblent les paramètres à considérer dans la rééducation.

Interaction entre ventilation mécanique et traumatisme à la moelle épinière : réponses inflammatoires pulmonaires et médullaires

Le traumatisme de la moelle épinière est à l’origine d’une inflammation locale importante caractérisée par l’augmentation massive des cellules inflammatoires et la présence de réactions oxydatives. Cette inflammation locale peut déclencher une réponse inflammatoire systémique par voie hématogène. Au niveau cervical, les lésions médullaires peuvent entraîner des faiblesses ou la paralysie des muscles respiratoires. Le patient, qui ne peut plus respirer de façon autonome, doit avoir recours à un support respiratoire. Bien que la ventilation mécanique soit la thérapie traditionnellement appliquée aux blessés médullaires souffrant d’insuffisance respiratoire, les études ont démontré qu’elle pouvait contribuer à promouvoir une réponse inflammatoire ainsi que des dommages pulmonaires. L’interaction entre le traumatisme médullaire et la ventilation mécanique, indispensable au maintien de l’équilibre des échanges respiratoires, est inconnue à ce jour. En voulant protéger les tissus, cellules et organes, l’organisme met en œuvre toute une panoplie de réponses inflammatoires à différents endroits. Nous pensons que ces réponses peuvent être altérées via l’interaction entre ce traumatisme et cette ventilation mécanique, sous l’influence de la principale source cellulaire de cytokines pour la défense de l’hôte, le macrophage, récemment classé en deux phénotypes principaux: 1) l’activation classique de type M1 et 2) l’activation alternative de type M2. Le phénotype M1 est conduit par le facteur GM-CSF et induit par l’interféron IFN-ɣ ainsi que le lipopolysaccharide. Le phénotype M2 quant à lui, est conduit par le facteur M-CSF et induit par les interleukines IL-4, IL-13 ou IL-21. M1 relâche principalement IL-1β, IL-6, TNF-α et MIP-1α tandis que M2 principalement IL-10 et MCP-1. Toutefois, nous ignorons actuellement par quel type d’activation se manifestera cette réponse immunitaire et si l’application de support respiratoire pourrait entraîner un risque inflammatoire additionnel au site du traumatisme. Nous ignorons également si la ventilation mécanique affecterait, à distance, les tissus de la moelle épinière via une inflammation systémique et amplifierait alors le dommage initial. Il n’existe pas à ce jour, de thérapie qui ait montré d’effet bénéfique réel envers une récupération fonctionnelle des patients blessés médullaires. Il paraît donc essentiel de déterminer si la ventilation mécanique peut moduler l’inflammation post-traumatique à la fois au niveau pulmonaire et au site de la lésion. Ce travail visait à caractériser les liens entre l’inflammation issue du traumatisme médullaire et celle issue de la ventilation, dans le but de fournir une meilleure compréhension des mécanismes inflammatoires activés dans ce contexte. L’étude a été menée sur un modèle animal. Elle consistait à évaluer : 1) si le traumatisme médullaire influençait les réponses inflammatoires pulmonaires induites par la ventilation mécanique, y compris le phénotype des macrophages alvéolaires et 2) si la ventilation pouvait altérer à distance, les tissus de la moelle épinière. L’impact de la blessure médullaire sur l’inflammation pulmonaire et locale, induite par la ventilation fut interprété grâce à l’analyse des cellules inflammatoires dans les lavages broncho-alvéolaires et dans les tissus prélevés à l’endroit de la blessure après 24 heures. Ces analyses ont démontré un profil spécifique des cytokines pulmonaires et médullaires. Elles ont révélé que la ventilation mécanique a engendré un environnement pro-inflammatoire en faveur d’un phénotype M1 chez les animaux ayant bénéficié de la thérapie respiratoire. Inversement, l’atteinte thoracique chez les animaux sans ventilation, a montré qu’une réponse immunitaire avait été activée en faveur d’un environnement anti-inflammatoire de phénotype M2. La lésion cervicale quant à elle a induit un profil de cytokines différent et les réponses au stress oxydatif dans le poumon induites par la ventilation ont été réduites significativement. De plus, une lésion médullaire a augmenté l’expression d’IL-6 et la ventilation a diminué l’IL-1β et augmenté le TNF-α dans les tissus de la moelle. Finalement, ces données ont fourni les premières évidences que la ventilation a induit d’avantage à un phénotype pulmonaire M1 et que le traumatisme médullaire a impacté spécifiquement les réponses inflammatoires et oxydatives dans le poumon. La ventilation a contribué non seulement à distance à une inflammation des tissus médullaires lésés mais aussi des tissus sains.

GABA and 5-HT chitosan nanoparticles enhanced liver cell proliferation and neuronal survival in partially hepatectomised rats: GABAB and 5-HT2A receptors functional

Nanoparticulate drug delivery systems provide wide opportunities for solving problems associated with drug stability or disease states and create great expectations in the area of drug delivery (Bosselmann & Williams, 2012). Nanotechnology, in a simple way, explains the technology that deals with one billionth of a meter scale (Ochekpe, et al., 2009). Fewer side effects, poor bioavailability, absorption at intestine, solubility, specific delivery to site of action with good pharmacological efficiency, slow release, degradation of drug and effective therapeutic outcome, are the major challenges faced by most of the drug delivery systems. To a great extent, biopolymer coated drug delivery systems coupled with nanotechnology alleviate the major drawbacks of the common delivery methods. Chitosan, deacetylated chitin, is a copolymer of β-(1, 4) linked glucosamine (deacetylated unit) and N- acetyl glucosamine (acetylated unit) (Radhakumary et al., 2005). Chitosan is biodegradable, non-toxic and bio compatible. Owing to the removal of acetyl moieties that are present in the amine functional groups of chitin, chitosan is readily soluble in aqueous acidic solution. The solubilisation occurs through the protonation of amino groups on the C-2 position of D-glucosamine residues whereby polysaccharide is converted into polycation in acidic media. Chitosan interacts with many active compounds due to the presence of amine group in it. The presence of this active amine group in chitosan was exploited for the interaction with the active molecules in the present study. Nanoparticles of chitosan coupled drugs are utilized for drug delivery in eye, brain, liver, cancer tissues, treatment of spinal cord injury and infections (Sharma et al., 2007; Li, et a., 2009; Paolicelli et al., 2009; Cho et al., 2010). To deliver drugs directly to the intended site of action and to improve pharmacological efficiency by minimizing undesired side effects elsewhere in the body and decrease the long-term use of many drugs, polymeric drug delivery systems can be used (Thatte et al., 2005).