Selkärangan stimulaatio auttaa paraplegiaa sairastavia miehiä kävelemään uudelleen
Uusi tapa stimuloida selkäydintä langattomilla implantilla yhdessä ruumiinpainoa tukevan terapian kanssa on auttanut kolmea paraplegiaa sairastavaa miestä kävelemään uudelleen kävelykehysten ja kainalosauvojen avulla. He voivat jopa ottaa muutaman askeleen ilman mitään apuvälineitä.
Monta vuotta aikaisemmin kolmella miehellä oli selkäytimien kohdunkaulan alueella tai niska-alueella vammoja, jotka olivat jättäneet heidät halvaantuneiksi alakehoonsa.
Uusi kuntoutuksesta vastaava "terapeuttinen kehys" on nimeltään Stimulation Movement Overground (STIMO).
Se on seurausta Ecole Polytechnique Fédérale de Lausannen (EPFL) ja Lausannen yliopistollisen sairaalan (CHUV) yhteistyöstä Sveitsissä.
Kaksi lehteä, Luonto ja Luonto-neurotiede, ovat nyt julkaisseet tutkimusartikkeleita uudesta stimulaatiomenetelmästä.
Uuden menetelmän merkittävä tekijä - ja erottaa sen kahdesta äskettäin julkaistusta samankaltaista aihetta käsittelevästä tutkimuksesta Yhdysvalloista - on se, että miehet voisivat liikuttaa jalkojaan, kun selkäytimen sähköstimulaatio sammutettiin.
Eräässä tutkimusartikkelissa tutkijat selittävät "proprioreseptin säilyttämisen" merkityksen liikkeen hallinnan palauttamiseksi selkäytimen vammaisilla ihmisillä.
Tarve säilyttää proprioreseptio
Proprioreseptio on kyky tunnistaa kehon asento ja liike prosessoimalla itse kehosta tulevia signaaleja, toisin kuin sen ympäristö. Tutkijat kuvaavat sitä usein "kuudenneksi aistiksi".
Jotkut siitä kirjoittaneet ovat maininneet esimerkin miehestä, joka huolimatta kykenevänsä saamaan lihaksensa supistumaan, oli tosiasiallisesti liikkumaton sen jälkeen, kun "infektio vei häneltä paikan, liikkeen ja kosketuksen tunteen kehossaan" - tai hänen proprioception.
Sveitsin tutkijat väittävät, että jos selkäytimen sähköstimulaatiolla ei ole oikeaa yhdistelmää tarkkaan sijaintikohdistukseen ja pulssien ajoitukseen, se voi häiritä proprioseptiaa.
STIMO-menetelmä voi voittaa tämän käyttämällä "purskeen stimulaatiota ja spatiotemporaalista stimulaatioprofiilia". Simulaatioiden avulla tutkijat osoittivat, että se mahdollisti moottorin hermosolujen toiminnan tehokkaan hallinnan.
"Sähköstimulaation tarkka ajoitus ja sijainti", kertoo implanttileikkauksen suorittanut CHUV: n professori ja neurokirurgi Jocelyne Bloch, "ovat ratkaisevan tärkeitä potilaan kyvylle tuottaa suunniteltu liike."
Sveitsin kellon tarkkuus
Vanhempi tutkimuksen kirjoittaja, professori Grégoire Courtine, neurotieteilijä EPFL: stä, huomauttaa, että vuosien eläimämallien tutkimuksen jälkeen he "pystyivät matkimaan reaaliajassa, miten aivot aktivoivat luonnollisesti selkäytimen".
Hän ehdottaa, että impulssien tarkka sijainti ja ajoitus on se, mikä auttoi luomaan uusia hermoyhteyksiä.
Prof. Bloch sanoo, että sen on oltava "yhtä tarkka kuin sveitsiläinen kello". Implantaatit koostuvat sarjasta elektrodeja, jotka kohdistuvat tiettyihin jalkalihasten ryhmiin.
"Valitut elektrodien kokoonpanot aktivoivat selkäytimen tiettyjä alueita, jäljittelemällä signaaleja, jotka aivot välittäisivät kävelyn tuottamiseksi", hän lisää.
Kolmen miehen piti oppia ajastamaan aikomuksensa kävellä stimulaatiopulssien avulla. Vain yhden viikon kuluttua tästä "kalibrointivaiheesta" kaikki kolme kävelivät "painon tuella".
”Kaikki potilaat pystyivät kävelemään painonsa avulla viikon sisällä. Tiesin heti, että olemme oikealla tiellä. "
Professori Jocelyne Bloch
Viiden kuukauden kuluessa heidän "vapaaehtoinen lihasten hallinta parani valtavasti", sanoo professori Courtine. "Ihmisen hermosto reagoi hoitoon vielä syvällisemmin kuin odotimme."
Miehet eivät osoittaneet väsymystä jalkojen lihaksissa ja kävivät kuntoutusjaksojensa aikana kädet vapaana yli kilometrin.
”Toiminnasta riippuva plastisuus”
Voimakkaat ja pitkät istunnot auttoivat miesten hermostoa laukaisemaan "aktiivisuudesta riippuvan plastisuuden" ja organisoimaan hermokuituja uudelleen. Tämä johti parantuneeseen liikkumiskykyyn, jopa ilman stimulaatiota.
Tiimi haluaa nyt kääntää havainnot räätälöityiksi hoidoiksi, joita voidaan käyttää sairaaloissa ja klinikoilla.
Tutkijat kehittävät nyt myös "seuraavan sukupolven neurotekniikkaa", jonka he toivovat testaavan pian loukkaantumisen jälkeen, kun paranemisen mahdollisuudet ovat suuremmat, koska sairastunut kudos ei ole alkanut kuolla.
Birminghamissa sijaitsevan Alabaman yliopiston kansallisen selkäydinvammatilastokeskuksen arvioiden mukaan Yhdysvalloissa on noin 288 000 selkäydinvammaista. Joka vuosi lääketieteen ammattilaiset diagnosoivat noin 17 700 uutta tapausta, joista 78 prosenttia on miehiä. .
Ajoneuvo-onnettomuuksien aikana aiheutuneet vahingot aiheuttavat useimmat (38 prosenttia) selkäydinvaurioiden tapaukset Yhdysvalloissa ja sen jälkeen laskut (32 prosenttia). Muita suhteellisen yleisiä syitä ovat haavoitukset laukauksista ja muista väkivaltaisuuksista (14 prosenttia) sekä urheilun tai vapaa-ajan aikana tapahtuneet vammat (8 prosenttia).
Seuraava video EPFL: stä tiivistää tutkimuksen ja havainnollistaa kolmen miehen edistymistä kuntoutuksensa aikana.
