# Neurophysiologic correlates of training-induced locomotor learning post-stroke

> **NIH NIH F31** · EMORY UNIVERSITY · 2024 · $47,798

## Abstract

ABSTRACT / PROJECT SUMMARY 
Most stroke survivors present with gait dysfunction resulting in reduced community participation and quality of 
life. A promising rehabilitation intervention for mitigating post-­stroke gait deficits is the combination of fast 
walking and functional electrical stimulation (FastFES). Dr. Trisha Kesar (primary mentor) is currently leading 
an NIH funded R01 comparing the long-­term effects (18 sessions and up to 12-­week follow-­up) of FastFES 
versus conventional Fast on walking function and corticospinal excitability. Despite its promise, FastFES, like 
virtually all gait interventions, faces the problem of variation in individual response to treatment. 
Neurophysiological testing takes aim at the root of this problem by exploring the neural mechanisms underlying 
each individual’s unique response. Because neuromotor circuit plasticity is a core component of treatment 
response, quantifying this adaptation potentially provides a means for identifying likely responders and non-­
responders early in the treatment process. A promising tool for non-­invasively assessing changes in 
corticomotor excitability is transcranial magnetic stimulation (TMS). In fact, TMS response has already been 
correlated with retention of functional improvement in other post-­stroke motor interventions. However, whether 
TMS-­derived measures correlate with response to Fast or FastFES training is unknown. Additionally, TMS-­
induced measures do not differentially account for changes at the spinal reflex circuit or the motoneuron level, 
which can be evaluated by measuring H-­reflexes in response to peripheral nerve stimulation, another non-­
invasive technique that can probe spinal circuit neuroplasticity. Thus, I propose to gather additional TMS and 
H-­reflex data prior to and following the first training session in Dr. Kesar’s parent R01 study, which will be 
compared to biomechanical changes during and at 48-­hours following (retention) the training, to test the 
hypothesis that baseline corticomotor and spinal excitability, as well as training-­induced acute neurophysiologic 
responses to Fast and FastFES are associated with locomotor learning of biomechanical improvements. 
Finally, corticomotor or spinal circuit changes in response to a single intervention do not indicate whether an 
individual who exhibits a ‘response’ or non-­response to the treatment does so due to poor intervention 
matching or a generalized decrease in neuroplasticity capacity. Thus, I propose a baseline measurement of 
individual responses to paired associative stimulation (PAS), a non-­invasive method to quantify an individual’s 
capacity for neuroplastic change. We hypothesize that baseline PAS response will be associated with 
biomechanical and neurophysiological response to the gait treatment. In addition to providing novel insights 
into neural correlates of acute responses to stroke gait training, this F31 project will provide the PI valuable 
training in ...

## Key facts

- **NIH application ID:** 10814868
- **Project number:** 5F31HD108988-03
- **Recipient organization:** EMORY UNIVERSITY
- **Principal Investigator:** Jacob Spencer
- **Activity code:** F31 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2024
- **Award amount:** $47,798
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2022-04-01 → 2025-03-16

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/10814868

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 10814868, Neurophysiologic correlates of training-induced locomotor learning post-stroke (5F31HD108988-03). Retrieved via AI Analytics 2026-05-24 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/10814868. Licensed CC0.

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*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*