Stimularea coloanei vertebrale îi ajută pe bărbații cu paraplegie să meargă din nou
O nouă modalitate de stimulare electrică a măduvei spinării cu implanturi fără fir, împreună cu terapia care susține greutatea corporală, a ajutat trei bărbați cu paraplegie să meargă din nou cu ajutorul cadrelor de mers și a cârjelor. Pot face chiar și câțiva pași fără niciun fel de ajutoare.
Cu mulți ani înainte, cei trei bărbați au suferit leziuni în zona cervicală sau regiunea gâtului a măduvei spinării care i-au lăsat paralizați în corpul inferior.
Noul „cadru terapeutic” responsabil de reabilitarea lor se numește Stimulation Movement Overground (STIMO).
Este rezultatul unei colaborări între Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) și Spitalul Universitar Lausanne (CHUV), ambele din Elveția.
Două jurnale, Natură și Neuroștiința naturii, au publicat acum lucrări de studiu despre noua abordare de stimulare.
Ceea ce este remarcabil la noua metodă - și o deosebește de două studii publicate recent din Statele Unite pe un subiect similar - este că bărbații și-ar putea mișca picioarele atunci când stimularea electrică la măduva spinării a fost oprită.
Într-una dintre lucrările de studiu, cercetătorii explică importanța „păstrării propriocepției” pentru a restabili controlul mișcării la oameni cu leziuni ale măduvei spinării.
Nevoia de a „păstra propriocepția”
Propriocepția este capacitatea de a simți poziția și mișcarea corpului prin procesarea semnalelor care provin din corpul însuși, spre deosebire de mediul său. Oamenii de știință îl descriu adesea ca pe un „al șaselea simț”.
Unii care au scris despre asta au citat exemplul unui bărbat care, în ciuda faptului că a reușit să-și contracteze mușchii, a fost efectiv imobil după ce o „infecție l-a privat de simțul poziției, mișcării și atingerii în corpul său” - sau propriocepție.
Cercetătorii din Elveția susțin că, dacă stimularea electrică a măduvei spinării nu are combinația corectă de direcționare precisă a locației și sincronizarea impulsurilor, aceasta poate interfera cu propriocepția.
Metoda STIMO poate depăși acest lucru folosind „profiluri de stimulare spargere și stimulare spațiotemporală”. Utilizând simulări, cercetătorii au arătat că a permis „un control robust asupra activității neuronilor motori”.
„Momentul exact și localizarea stimulării electrice”, explică co-autorul Jocelyne Bloch, profesor și neurochirurg la CHUV, care a efectuat intervenția chirurgicală a implantului, „sunt cruciale pentru capacitatea pacientului de a produce o mișcare intenționată”.
Precizie ceas elvețian
Autorul principal al studiului, prof. Grégoire Courtine, neurolog în cadrul EPFL, observă că, după ani de cercetare a modelelor animale, „au fost capabili să imite în timp real modul în care creierul activează în mod natural măduva spinării”.
El sugerează că combinația precisă de localizare și sincronizare a impulsurilor este ceea ce a ajutat la generarea de noi conexiuni nervoase.
Prof. Bloch spune că trebuie să fie „la fel de precis ca un ceas elvețian”. Implanturile constau dintr-o serie de electrozi care vizează grupe specifice de mușchi ai picioarelor.
Configurațiile selectate de electrozi activează regiuni specifice ale măduvei spinării, imitând semnalele pe care creierul le-ar furniza pentru a produce mersul pe jos, adaugă ea.
Cei trei bărbați au trebuit să învețe cum să își temporizeze intenția de a merge cu impulsurile de stimulare. După doar o săptămână din această fază de „calibrare”, toți trei mergeau cu „suport pentru greutatea corporală”.
„Toți pacienții ar putea merge cu ajutorul greutății corporale în termen de o săptămână. Am știut imediat că suntem pe drumul cel bun. ”
Prof. Jocelyne Bloch
În termen de 5 luni, „controlul muscular voluntar s-a îmbunătățit enorm”, spune prof. Courtine. „Sistemul nervos uman a răspuns chiar mai profund la tratament decât ne-am așteptat”.
Bărbații nu au prezentat oboseală în mușchii picioarelor și au mers cu mâinile libere mai mult de un kilometru în timpul ședințelor de reabilitare.
„Plasticitate dependentă de activitate”
Sesiunile intense și lungi au ajutat sistemul nervos al bărbaților să declanșeze „plasticitatea dependentă de activitate” și să reorganizeze fibrele nervoase. Acest lucru a condus la îmbunătățirea capacității de mișcare, chiar și în absența stimulării.
Echipa vrea acum să traducă concluziile în tratamente personalizate care pot fi utilizate în spitale și clinici.
Oamenii de știință dezvoltă, de asemenea, „neurotehnologia de nouă generație”, pe care speră să o testeze imediat după rănire, atunci când există șanse mai mari de recuperare, deoarece țesutul afectat nu a început să moară.
Potrivit estimărilor Centrului Național de Statistică pentru Leziuni ale Măduvei spinării de la Universitatea Alabama din Birmingham, există aproximativ 288.000 de persoane care trăiesc cu leziuni ale măduvei spinării în SUA În fiecare an, profesioniștii din domeniul medical diagnosticează în jur de 17.700 de cazuri noi, dintre care 78% sunt la bărbați .
Vătămările suferite în timpul accidentelor de vehicul reprezintă cele mai multe (38 la sută) cazuri de leziuni ale măduvei spinării în SUA, urmate de căderi (32 la sută). Alte cauze relativ frecvente includ rănirea prin împușcături și alte acte violente (14%), împreună cu rănile care apar în timpul sportului sau recreerii (8%).
Următorul videoclip de la EPFL rezumă cercetarea și ilustrează progresul realizat de cei trei bărbați în timpul reabilitării lor.
