Спиналната стимулация помага на мъжете с параплегия да ходят отново
Нов начин за електрическо стимулиране на гръбначния мозък с безжични импланти, заедно с терапия, която поддържа телесно тегло, помогна на трима мъже с параплегия да ходят отново с помощта на рамки за ходене и патерици. Те дори могат да предприемат няколко стъпки без никакви помощни средства.
Много години по-рано тримата мъже са получили наранявания в областта на шийката на матката или областта на шията на гръбначните си връзки, които са ги оставили парализирани в долната част на тялото.
Новата „терапевтична рамка“, отговорна за тяхната рехабилитация, се нарича Стимулиращо движение над земята (STIMO).
Това е резултат от сътрудничеството между Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) и Университетската болница в Лозана (CHUV), и двете в Швейцария.
Две списания, Природата и Природна неврология, вече са публикували учебни статии за новия подход за стимулиране.
Това, което е забележително при новия метод - и го отличава от две наскоро публикувани проучвания от Съединените щати на подобна тема - е, че мъжете могат да движат краката си, когато електрическата стимулация на гръбначния мозък е изключена.
В един от учебните документи изследователите обясняват значението на „запазването на проприоцепцията“, за да се възстанови контролът на движението при хора с увреждане на гръбначния мозък.
Необходимостта от „запазване на проприоцепцията“
Проприоцепцията е способността да усеща телесно положение и движение чрез обработка на сигнали, които идват от самото тяло, за разлика от неговата среда. Учените често го описват като „шесто чувство“.
Някои, които са писали за това, цитират примера на човек, който, въпреки че е успял да накара мускулите си да се свият, е бил фактически неподвижен, след като „инфекция го е лишила от чувството за позиция, движение и допир в тялото му“ - или неговото проприоцепция.
Изследователите от Швейцария твърдят, че ако електрическата стимулация на гръбначния мозък не разполага с правилната комбинация от точно насочване на местоположението и време на импулсите, това може да попречи на проприоцепцията.
Методът STIMO може да преодолее това, като използва „профили на импулсна стимулация и пространствено-времева стимулация“. Използвайки симулации, изследователите показаха, че това позволява „силен контрол върху активността на моторните неврони“.
„Точният момент и местоположението на електрическата стимулация“, обяснява съавторът Джоселин Блох, професор и неврохирург в CHUV, който е извършил операцията по имплантиране, „са от решаващо значение за способността на пациента да произвежда предвидено движение“.
Швейцарска прецизност на часовника
Старшият автор на изследването проф. Грегоар Кортин, невролог от EPFL, отбелязва, че след години на изследване на животински модели, те „успяха да имитират в реално време как мозъкът естествено активира гръбначния мозък“.
Той предполага, че точното съчетание на местоположението и времето на импулсите е това, което е помогнало за генерирането на нови нервни връзки.
Проф. Блох казва, че трябва да бъде „толкова точен, колкото швейцарския часовник“. Имплантите се състоят от поредица електроди, насочени към специфични групи мускули на краката.
„Избраните конфигурации на електродите активират специфични области на гръбначния мозък, имитирайки сигналите, които мозъкът би подал, за да произведе ходене“, добавя тя.
Тримата мъже трябваше да се научат как да определят времето за намерението си да ходят със стимулационните импулси. Само след 1 седмица от тази фаза на „калибриране“ и тримата ходеха с „подкрепа на телесно тегло“.
„Всички пациенти можеха да ходят с помощта на поддържане на телесно тегло в рамките на 1 седмица. Веднага разбрах, че сме на прав път. ”
Проф. Джоцелин Блох
В рамките на 5 месеца техният „доброволен контрол на мускулите се подобри неимоверно“, казва проф. Кортин. "Човешката нервна система реагира дори по-дълбоко на лечението, отколкото очаквахме."
Мъжете не показаха умора в мускулите на краката си и ходеха без ръце повече от километър по време на рехабилитационните сесии.
„Зависима от дейността пластичност“
Интензивните и продължителни сесии помогнаха на нервната система на мъжете да задейства „пластичност, зависима от дейността“ и да реорганизира нервните влакна. Това е, което доведе до подобрена способност за движение, дори при липса на стимулация.
Сега екипът иска да превърне констатациите в персонализирано лечение, което може да се използва в болници и клиники.
Сега учените разработват и „невротехнологии от следващо поколение“, които се надяват да тестват скоро след нараняване, когато има по-голям шанс за възстановяване, тъй като засегнатата тъкан не е започнала да отмира.
Според изчисленията на Националния статистически център за нараняване на гръбначния мозък в Университета на Алабама в Бирмингам в САЩ живеят около 288 000 души с гръбначно-мозъчна травма. Всяка година медицинските специалисти диагностицират около 17 700 нови случая, от които 78 процента са при мъжете .
Нараняванията, причинени по време на катастрофи на превозни средства, представляват повечето (38 процента) случаи на увреждане на гръбначния мозък в САЩ, последвани от падания (32 процента). Други относително чести причини включват раняване от изстрели и други насилствени действия (14 процента), заедно с наранявания, които се случват по време на спорт или отдих (8 процента).
Следващото видео от EPFL обобщава изследването и илюстрира напредъка, който тримата мъже постигнаха по време на рехабилитацията си.
