Modulation of motoneuronal firing behavior after spinal cord injury using intraspinal microstimulation current pulses: a modeling study
Notice bibliographique
Résumé
We simulated the effects of delivering focal electrical stimuli to the central nervous system to modulate the firing rate of neurons and alleviate motor disorders. Application of these stimuli to the spinal cord to reduce the increased excitability of motoneurons and resulting spasticity after spinal cord injury (SCI) was examined by means of a morphologically detailed computer model of a spinal motoneuron. High-frequency sinusoidal and rectangular pulses as well as biphasic charge-balanced and charge-imbalanced pulses were examined. Our results suggest that suprathreshold high-frequency sinusoidal or rectangular current pulses could inactivate the Na+ channels in the soma and initial segment, and block action potentials from propagating through the axon. Subthreshold biphasic charge-imbalanced pulses reduced the motoneuronal firing rate significantly (up to approximately 25% reduction). The reduction in firing rate was achieved through stimulation-induced hyperpolarization generated in the first node of Ranvier. Because of their low net DC current, these pulses could be tolerated safely by the tissue. To deliver charge-imbalanced pulses with the lowest net DC current and induce the largest reduction in motoneuronal firing rate, we studied the effect of various charge-imbalanced pulse parameters. Short pulse durations were found to induce the largest reduction in firing rate for the same net DC level. Subthreshold high-frequency sinusoidal and rectangular current pulses and low-frequency biphasic charge-balanced pulses, on the other hand, were ineffective in reducing the motoneuronal firing rate. In conclusion, the proposed electrical stimulation paradigms could provide potential rehabilitation interventions for suppressing the excitability of neurons to reduce the severity of motor disorders after injury to the central nervous system.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».