Muscle Spasms after Spinal Cord Injury Stem from Changes in Motoneuron Excitability and Synaptic Inhibition, Not Synaptic Excitation
Notice bibliographique
Résumé
Muscle spasms are common in chronic spinal cord injury (SCI), posing challenges to rehabilitation and daily activities. Pharmacological management of spasms mostly targets suppression of excitatory inputs, an approach known to hinder motor recovery. To identify better targets, we investigated changes in inhibitory and excitatory synaptic inputs to motoneurons as well as motoneuron excitability in chronic SCI. We induced either a complete or incomplete SCI in adult mice of either sex and divided those with incomplete injury into low or high functional recovery groups. Their sacrocaudal spinal cords were then extracted and used to study plasticity below injury, with tissue from naive animals as a control. Electrical stimulation of the dorsal roots elicited spasm-like activity in preparations of chronic severe SCI but not in the control. To evaluate overall synaptic inhibition activated by sensory stimulation, we measured the rate-dependent depression of spinal root reflexes. We found inhibitory inputs to be impaired in chronic injury models. When synaptic inhibition was blocked pharmacologically, all preparations became clearly spastic, even the control. However, preparations with chronic injuries generated longer spasms than control. We then measured excitatory postsynaptic currents (EPSCs) in motoneurons during sensory-evoked spasms. The data showed no difference in the amplitude of EPSCs or their conductance among animal groups. Nonetheless, we found that motoneuron persistent inward currents activated by the EPSCs were increased in chronic SCI. These findings suggest that changes in motoneuron excitability and synaptic inhibition, rather than excitation, contribute to spasms and are better suited for more effective therapeutic interventions. Significance Statement Neural plasticity following spinal cord injury is crucial for recovery of motor function. Unfortunately, this process is blemished by maladaptive changes that can cause muscle spasms. Pharmacological alleviation of spasms without compromising the recovery of motor function has proven to be challenging. Here, we investigated changes in fundamental spinal mechanisms that can cause spasms post-injury. Our data suggest that the current management strategy for spasms is misdirected toward suppressing excitatory inputs, a mechanism that we found unaltered after injury, which can lead to further motor weakness. Instead, this study shows that more promising approaches might involve restoring synaptic inhibition or modulating motoneuron excitability.
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 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 | 0,001 |
| 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.
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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 ».