Η διέγερση της σπονδυλικής στήλης βοηθά τους άνδρες με παραπληγία να περπατήσουν ξανά
Ένας νέος τρόπος ηλεκτρικής διέγερσης του νωτιαίου μυελού με ασύρματα εμφυτεύματα, μαζί με θεραπεία που υποστηρίζει το σωματικό βάρος, βοήθησε τρεις άνδρες με παραπληγία να περπατήσουν ξανά με τη βοήθεια κουφωμάτων και δεκανικιών. Μπορούν ακόμη και να κάνουν μερικά βήματα χωρίς καθόλου βοηθήματα.
Πολλά χρόνια νωρίτερα, οι τρεις άνδρες υπέστησαν τραυματισμούς στην αυχενική περιοχή, ή στην περιοχή του αυχένα, των νωτιαίων μυελού τους που τους είχαν αφήσει να παραλύσουν στο κάτω μέρος του σώματός τους.
Το νέο «θεραπευτικό πλαίσιο» που είναι υπεύθυνο για την αποκατάστασή τους ονομάζεται Stimulation Movement Overground (STIMO).
Είναι αποτέλεσμα συνεργασίας μεταξύ της Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) και του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου της Λωζάνης (CHUV), και οι δύο στην Ελβετία.
Δύο περιοδικά, Φύση και Φύση Νευροεπιστήμη, έχουν δημοσιεύσει τώρα μελέτες σχετικά με τη νέα προσέγγιση διέγερσης.
Αυτό που είναι αξιοσημείωτο για τη νέα μέθοδο - και το διακρίνει από δύο πρόσφατα δημοσιευμένες μελέτες από τις Ηνωμένες Πολιτείες σχετικά με ένα παρόμοιο θέμα - είναι ότι οι άνδρες θα μπορούσαν να κουνήσουν τα πόδια τους όταν η ηλεκτρική διέγερση στον νωτιαίο μυελό απενεργοποιήθηκε.
Σε ένα από τα έγγραφα της μελέτης, οι ερευνητές εξηγούν τη σημασία της «διατήρησης της ιδιοκτησίας» προκειμένου να αποκατασταθεί ο έλεγχος της κίνησης σε ανθρώπους με τραυματισμό του νωτιαίου μυελού.
Η ανάγκη «διατήρησης της ιδιοκτησίας»
Proprioception είναι η ικανότητα να αισθάνεται τη σωματική θέση και κίνηση με την επεξεργασία σημάτων που προέρχονται από το ίδιο το σώμα, σε αντίθεση με το περιβάλλον του. Οι επιστήμονες το περιγράφουν συχνά ως «έκτη αίσθηση».
Κάποιοι που το έγραψαν ανέφεραν το παράδειγμα ενός άνδρα που, παρά το γεγονός ότι μπορούσε να συρρικνωθεί τους μυς του, ήταν ουσιαστικά ακίνητος μετά από μια «μόλυνση που του στερούσε την αίσθηση της θέσης, της κίνησης και της αφής στο σώμα του» - ή του ιδιοδεκτικότητα.
Οι ερευνητές στην Ελβετία υποστηρίζουν ότι εάν η ηλεκτρική διέγερση του νωτιαίου μυελού δεν έχει τον σωστό συνδυασμό ακριβούς εντοπισμού θέσης και χρονισμού παλμών, μπορεί να επηρεάσει την ιδιοδεκτότητα.
Η μέθοδος STIMO μπορεί να το ξεπεράσει χρησιμοποιώντας «προφίλ διέγερσης και χωροχρονικής διέγερσης». Χρησιμοποιώντας προσομοιώσεις, οι ερευνητές έδειξαν ότι επέτρεψε τον «ισχυρό έλεγχο της δραστηριότητας των κινητικών νευρώνων».
«Ο ακριβής χρόνος και η θέση της ηλεκτρικής διέγερσης» εξηγεί ο συν-συγγραφέας Jocelyne Bloch, καθηγητής και νευροχειρουργός στο CHUV, ο οποίος πραγματοποίησε τη χειρουργική επέμβαση εμφυτεύματος, «είναι ζωτικής σημασίας για την ικανότητα ενός ασθενούς να παράγει μια προβλεπόμενη κίνηση».
Ελβετική ακρίβεια ρολογιών
Ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης καθηγητής Grégoire Courtine, νευροεπιστήμονας στο EPFL, σημειώνει ότι, μετά από χρόνια έρευνας σε μοντέλα ζώων, «μπόρεσαν να μιμηθούν σε πραγματικό χρόνο πώς ο εγκέφαλος ενεργοποιεί φυσικά τον νωτιαίο μυελό».
Προτείνει ότι ο ακριβής συνδυασμός θέσης και χρονισμού των ωθήσεων είναι αυτός που βοήθησε στη δημιουργία νέων συνδέσεων νεύρων.
Ο καθηγητής Bloch λέει ότι πρέπει να είναι «τόσο ακριβές όσο ένα ελβετικό ρολόι». Τα εμφυτεύματα αποτελούνται από μια σειρά ηλεκτροδίων που στοχεύουν συγκεκριμένες ομάδες μυών ποδιών.
«Επιλεγμένες διαμορφώσεις ηλεκτροδίων ενεργοποιούν συγκεκριμένες περιοχές του νωτιαίου μυελού, μιμούνται τα σήματα που ο εγκέφαλος θα έδινε για να παράγει περπάτημα», προσθέτει.
Οι τρεις άντρες έπρεπε να μάθουν πώς να περιορίσουν την πρόθεσή τους να περπατήσουν με τους παλμούς διέγερσης. Μετά από μόλις 1 εβδομάδα αυτής της φάσης «βαθμονόμησης», και οι τρεις περπατούσαν με «στήριξη βάρους σώματος».
«Όλοι οι ασθενείς μπορούσαν να περπατήσουν χρησιμοποιώντας υποστήριξη σωματικού βάρους μέσα σε 1 εβδομάδα. Ήξερα αμέσως ότι ήμασταν στο σωστό δρόμο. "
Καθ. Jocelyne Bloch
Μέσα σε 5 μήνες, ο «εθελοντικός έλεγχος των μυών τους βελτιώθηκε σημαντικά», λέει ο καθηγητής Courtine. "Το ανθρώπινο νευρικό σύστημα ανταποκρίθηκε ακόμη πιο βαθιά στη θεραπεία από ό, τι περιμέναμε."
Οι άνδρες δεν έδειξαν κόπωση στους μύες των ποδιών τους και περπατούσαν χωρίς χέρια για περισσότερο από ένα χιλιόμετρο κατά τη διάρκεια των συνεδριών αποκατάστασης.
«Πλαστικότητα που εξαρτάται από τη δραστηριότητα»
Οι έντονες και μακρές συνεδρίες βοήθησαν τα νευρικά συστήματα των ανδρών να προκαλέσουν «πλαστικότητα που εξαρτάται από τη δραστηριότητα» και να αναδιοργανώσουν τις νευρικές ίνες. Αυτό οδήγησε σε βελτιωμένη ικανότητα κίνησης, ακόμη και απουσία διέγερσης.
Η ομάδα θέλει τώρα να μεταφράσει τα ευρήματα σε προσαρμοσμένες θεραπείες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε νοσοκομεία και κλινικές.
Οι επιστήμονες αναπτύσσουν επίσης «νευροτεχνολογία επόμενης γενιάς», την οποία ελπίζουν να δοκιμάσουν αμέσως μετά τον τραυματισμό, όταν υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα ανάκαμψης, επειδή ο προσβεβλημένος ιστός δεν έχει αρχίσει να εξαφανίζεται.
Σύμφωνα με εκτιμήσεις από το Εθνικό Στατιστικό Κέντρο Νωτιαίου Μυελού στο Πανεπιστήμιο της Αλαμπάμα στο Μπέρμιγχαμ, υπάρχουν περίπου 288.000 άνθρωποι που ζουν με τραυματισμό του νωτιαίου μυελού στις ΗΠΑ Κάθε χρόνο, ιατροί επαγγελματίες διαγιγνώσκουν περίπου 17.700 νέες περιπτώσεις, εκ των οποίων το 78% είναι σε άνδρες. .
Οι τραυματισμοί που προκλήθηκαν κατά τη σύγκρουση του οχήματος αντιπροσωπεύουν τις περισσότερες (38 τοις εκατό) περιπτώσεις βλάβης του νωτιαίου μυελού στις ΗΠΑ, ακολουθούμενες από πτώσεις (32 τοις εκατό). Άλλες σχετικά κοινές αιτίες περιλαμβάνουν τραυματισμό από πυροβολισμούς και άλλες βίαιες πράξεις (14 τοις εκατό), καθώς και τραυματισμούς που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια αθλητικών ή ψυχαγωγικών (8 τοις εκατό).
Το παρακάτω βίντεο από το EPFL συνοψίζει την έρευνα και δείχνει την πρόοδο που σημείωσαν οι τρεις άντρες κατά την αποκατάστασή τους.
