Short- and Long-Intracortical Inhibition in Incomplete Spinal Cord Injury

Abstract Background: Short- (SICI) and long-interval intracortical inhibition (LICI) are involved in the control of movement and movement initiation. Alterations to the two circuits can result in direct alterations to the physiology of the muscles and can be used to explain the physiological changes to individuals with spinal cord injury (SCI). Objective: To probe changes in GABAergic function by characterizing the recruitment curves of SICI and LICI interval intracortical inhibition in an upper limb muscle in chronic SCI participants with injury between C3 and C7. Methods: Recruitment curves were elicited with conditioning stimulus intensities determined as a percentage of active motor threshold (AMT) (SICI, 60% to 110% AMT; LICI, 90% to 130% AMT) and recorded from the flexor carpi radialis muscle during an isometric contraction equal to 15% to 20% of maximum voluntary contraction. Results: AMT was greater and motor-evoked potential sizes were lower in SCI compared with uninjured controls. SICI magnitude was not different between groups, although the range of conditioning stimulus intensities to evoke SICI was unique to each group. LICI was reduced in the control group during active contraction and remained present in SCI. Discussion: LICI was increased in the actively contracted flexor carpi radialis muscle in individuals with SCI compared with age-matched controls. These findings indicate that GABAB function mediating LICI is different in SCI versus controls. Conclusions: Increased LICI in SCI may be attributed to the medication baclofen or to changes in the neural mechanisms controlling contraction-related modulation of the LICI circuit. RÉSUMÉ Inhibition intracorticale courte et longue dans le traumatisme spinal incomplet. Contexte: L’inhibition intracorticale à intervalle inter-stimulus court et à intervalle long (SICI et LICI) est impliquée dans le contrôle et le début du mouvement. Une altération des deux circuits peut mener à des altérations directes de la physiologie musculaire et peut expliquer les changements physiologiques observés chez les individus présentant un traumatisme de la moelle épinière (TME). Objectif: Le but de l’étude était d’examiner les changements de la fonction GABA ergique en caractérisant les courbes de recrutement de SICI et de LICI au niveau d’un muscle du membre supérieur chez des patients présentant un TME entre C3 et C7 en phase chronique. Méthode: Les courbes de recrutement ont été élicitées au moyen d’intensités de stimulus conditionnant déterminées comme étant un pourcentage du seuil moteur actif (SMA) (SICI, 60% à 110% SMA; LICI, 90% à 130% SMA) et enregistrées au niveau du muscle grand palmaire pendant une contraction isométrique égale à 15% à 20% de la contraction volontaire maximale. Résultats: Le SMA était plus élevé et les potentiels évoqués moteurs étaient plus bas chez les sujets présentant un TME par rapport aux sujets témoins sans lésion. Bien que l’écart des intensités du stimulus conditionnant pour évoquer le SICI ait été propre à chaque groupe, l’ampleur de SICI n’était pas différente entre les groupes. Le LICI était diminué chez le groupe témoin pendant la contraction active et demeurait présent chez les sujets du groupe TME. Discussion: Le LICI était augmenté dans le muscle grand palmaire en contraction chez les sujets atteints d’un TME par rapport à celui de sujets témoins appariés pour l’âge. Ces observations indiquent que la fonction GABA ergique dans le LICI est différente chez les sujets atteints d’un TME par rapport aux sujets témoins. Conclusions: Une augmentation de LICI dans le TME peut être attribuée au traitement par le baclofen ou à des changements dans les mécanismes neuronaux contrôlant la modulation de la contraction du circuit de LICI.