Stimulácia chrbtice pomáha mužom s paraplégiou opäť chodiť
Nový spôsob elektrickej stimulácie miechy pomocou bezdrôtových implantátov spolu s terapiou, ktorá podporuje telesnú hmotnosť, pomohol trom mužom s paraplégiou opäť chodiť pomocou chodidiel a barlí. Môžu dokonca podniknúť niekoľko krokov bez akýchkoľvek pomôcok.
Pred mnohými rokmi utrpeli traja muži poranenia miechy v krčnej oblasti alebo v oblasti krku, ktoré ich nechali ochrnutými v dolných častiach tela.
Nový „terapeutický rámec“ zodpovedný za ich rehabilitáciu sa volá Stimulation Movement Overground (STIMO).
Je výsledkom spolupráce medzi Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) a Lausanne University Hospital (CHUV), obe vo Švajčiarsku.
Dva časopisy, Príroda a Prírodoveda, teraz zverejnili študijné práce o novom stimulačnom prístupe.
Na novej metóde je pozoruhodné - a líši sa od dvoch nedávno publikovaných štúdií z USA o podobnej téme - je to, že muži mohli pohybovať nohami, keď bola vypnutá elektrická stimulácia miechy.
V jednom zo študijných článkov vedci vysvetľujú dôležitosť „zachovania propriocepcie“ s cieľom obnoviť kontrolu pohybu u ľudí s poranením miechy.
Potreba „zachovať propriocepciu“
Propriocepcia je schopnosť vnímať telesnú polohu a pohyb spracovaním signálov, ktoré pochádzajú zo samotného tela, na rozdiel od jeho prostredia. Vedci to často popisujú ako „šiesty zmysel“.
Niektorí, ktorí o tom písali, uviedli príklad človeka, ktorý napriek tomu, že mu umožňujú sťahovať svaly, bol skutočne imobilný po tom, čo „infekcia zbavila jeho tela zmysel pre polohu, pohyb a dotyk“ - alebo propriocepcia.
Vedci vo Švajčiarsku tvrdia, že ak elektrická stimulácia miechy nemá správnu kombináciu presného geografického zacielenia a načasovania impulzov, môže to interferovať s propriocepciou.
Metóda STIMO to môže prekonať použitím „profilov stimulácie nárazom a časopriestorovej stimulácie“. Pomocou simulácií vedci preukázali, že umožňovala „silnú kontrolu nad aktivitou motorických neurónov“.
„Presné načasovanie a miesto elektrickej stimulácie,“ vysvetľuje spoluautorka Jocelyne Bloch, profesorka a neurochirurgka na CHUV, ktorá vykonala chirurgický zákrok na implantáte, „sú rozhodujúce pre schopnosť pacienta produkovať zamýšľaný pohyb.“ “
Precíznosť švajčiarskych hodiniek
Hlavný autor štúdie, profesor Grégoire Courtine, neurológ z EPFL, poznamenáva, že po rokoch skúmania zvieracích modelov „boli schopní napodobniť v reálnom čase to, ako mozog prirodzene aktivuje miechu“.
Navrhuje, že presná kombinácia umiestnenia a načasovania impulzov pomohla vytvoriť nové nervové spojenia.
Profesor Bloch hovorí, že musí byť „rovnako presný ako švajčiarske hodinky“. Implantáty pozostávajú zo série elektród, ktoré sú zamerané na konkrétne skupiny svalov nôh.
„Vybrané konfigurácie elektród aktivujú konkrétne oblasti miechy a napodobňujú signály, ktoré by mozog dodával pri chôdzi,“ dodáva.
Traja muži sa museli naučiť, ako načasovať svoj úmysel chodiť stimulačnými impulzmi. Už po jednom týždni od tejto fázy „kalibrácie“ kráčali všetci traja s „podporou telesnej hmotnosti“.
„Všetci pacienti mohli chodiť s podporou telesnej hmotnosti do 1 týždňa. Okamžite som vedel, že sme na správnej ceste. “
Prof. Jocelyne Bloch
Do 5 mesiacov sa ich „dobrovoľná kontrola svalov ohromne zlepšila,“ hovorí profesor Courtine. "Ľudský nervový systém reagoval na liečbu ešte hlbšie, ako sme čakali."
Muži nepreukazovali únavu svalov na nohách a počas rehabilitácie kráčali bez rúk viac ako kilometer.
„Plastickosť závislá od činnosti“
Intenzívne a zdĺhavé sedenia pomáhali mužským nervovým systémom spustiť „plastiku závislú od aktivity“ a reorganizovať nervové vlákna. To viedlo k zlepšeniu pohybových schopností, aj keď chýba stimulácia.
Tím teraz chce výsledky previesť do liečby na mieru, ktorú je možné použiť v nemocniciach a klinikách.
Vedci tiež teraz vyvíjajú „neurotechnológiu novej generácie“, ktorú dúfajú, že budú testovaní krátko po poranení, keď existuje väčšia šanca na zotavenie, pretože postihnuté tkanivo nezačalo odumierať.
Podľa odhadov Národného štatistického centra o poranení miechy na univerzite v Alabame v Birminghame žije v USA asi 288 000 ľudí s poranením miechy. Lekári každoročne diagnostikujú okolo 17 700 nových prípadov, z toho 78 percent u mužov. .
Zranenia spôsobené pri nehodách vozidiel tvoria väčšinu (38 percent) prípadov poškodenia miechy v USA, po ktorých nasledujú poklesy (32 percent). Medzi ďalšie relatívne bežné príčiny patrí zranenie pri streľbe z iného zdroja a iné násilné činy (14 percent) spolu so zraneniami, ktoré sa vyskytnú pri športe alebo rekreácii (8 percent).
Nasledujúce video z EPFL sumarizuje výskum a ilustruje pokrok, ktorý traja muži dosiahli počas svojej rehabilitácie.
