Stimulace páteře pomáhá mužům s paraplegií znovu chodit
Nový způsob elektrické stimulace míchy bezdrátovými implantáty spolu s terapií podporující tělesnou hmotnost pomohl třem mužům s paraplegií znovu chodit pomocí chodítek a berlí. Mohou dokonce udělat několik kroků bez pomoci.
Před mnoha lety utrpěli tři muži zranění v krční oblasti nebo oblasti krku míchy, která je nechala paralyzovat v dolní části těla.
Nový „terapeutický rámec“ odpovědný za jejich rehabilitaci se nazývá Stimulation Movement Overground (STIMO).
Je výsledkem spolupráce mezi Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) a Lausanne University Hospital (CHUV), obě ve Švýcarsku.
Dva deníky, Příroda a Přírodní neurovědy, nyní zveřejnili studijní práce o novém stimulačním přístupu.
Co je na nové metodě pozoruhodné - a odlišuje ji od dvou nedávno publikovaných studií ze Spojených států o podobném tématu - je to, že muži mohli pohybovat nohama, když byla vypnuta elektrická stimulace míchy.
V jednom ze studijních příspěvků vědci vysvětlují důležitost „zachování propriocepce“ pro obnovení kontroly pohybu u lidí s poškozením míchy.
Potřeba „zachovat propriocepci“
Propriocepce je schopnost vnímat tělesnou polohu a pohyb zpracováním signálů, které vycházejí ze samotného těla, na rozdíl od jeho prostředí. Vědci to často popisují jako „šestý smysl“.
Někteří, kteří o tom psali, uvedli příklad muže, který, přestože dokázal svaly stahovat, byl skutečně imobilní poté, co ho „infekce zbavila pocitu polohy, pohybu a dotyku v těle“ - nebo jeho propriocepce.
Vědci ve Švýcarsku tvrdí, že pokud elektrická stimulace míchy nemá správnou kombinaci přesného lokalizačního cílení a načasování pulzů, může to narušit propriocepci.
Metoda STIMO to může překonat pomocí „profilů stimulace výbuchu a časoprostorové stimulace“. Pomocí simulací vědci prokázali, že umožňuje „robustní kontrolu nad aktivitou motorických neuronů“.
„Přesné načasování a umístění elektrické stimulace,“ vysvětluje spoluautorka Jocelyne Bloch, profesorka a neurochirurgka na CHUV, která provedla implantační chirurgii, „jsou rozhodující pro schopnost pacienta produkovat zamýšlený pohyb.“
Přesnost švýcarských hodinek
Hlavní autor studie Prof. Grégoire Courtine, neurolog z EPFL, poznamenává, že po letech výzkumu zvířecích modelů „byli schopni napodobit v reálném čase, jak mozek přirozeně aktivuje míchu“.
Navrhuje, že přesná kombinace umístění a načasování impulzů pomohla generovat nová nervová spojení.
Prof. Bloch říká, že to musí být „stejně přesné jako švýcarské hodinky“. Implantáty se skládají z řady elektrod, které cílí na specifické skupiny svalů nohou.
"Vybrané konfigurace elektrod aktivují specifické oblasti míchy, napodobují signály, které by mozek dodával k produkci chůze," dodává.
Tři muži se museli naučit, jak načasovat svůj záměr chodit se stimulačními impulsy. Už po 1 týdnu této fáze „kalibrace“ šli všichni tři s „podporou tělesné hmotnosti“.
"Všichni pacienti mohli chodit s podporou tělesné hmotnosti do 1 týdne." Okamžitě jsem věděl, že jsme na správné cestě. “
Prof. Jocelyne Bloch
Během 5 měsíců se jejich „dobrovolná kontrola svalů ohromně zlepšila,“ říká profesor Courtine. "Lidský nervový systém reagoval na léčbu ještě hlouběji, než jsme čekali."
Muži nevykazovali žádnou únavu svalů nohou a během rehabilitací šli bez rukou více než kilometr.
„Plastickost závislá na činnosti“
Intenzivní a zdlouhavé sezení pomohlo nervovým systémům mužů spustit „plastičnost závislou na aktivitě“ a reorganizovat nervová vlákna. To vedlo ke zlepšení pohybových schopností, a to i při absenci stimulace.
Tým nyní chce výsledky převést do léčby na míru, kterou lze použít v nemocnicích a na klinikách.
Vědci nyní také vyvíjejí „neurotechnologii nové generace“, kterou doufají otestovat brzy po poranění, kdy existuje větší šance na uzdravení, protože postižená tkáň nezačala odumírat.
Podle odhadů Národního statistického centra poranění míchy na univerzitě v Alabamě v Birminghamu žije v USA asi 288 000 lidí s poraněním míchy. Každý rok diagnostikují lékaři přibližně 17 700 nových případů, z nichž 78 procent je u mužů .
Zranění způsobená při nehodách vozidel tvoří většinu (38 procent) případů poškození míchy v USA, následovaná poklesy (32 procent). Mezi další relativně běžné příčiny patří poranění střelnými zbraněmi a jiné násilné činy (14 procent) spolu se zraněním, ke kterým došlo při sportu nebo rekreaci (8 procent).
Následující video z EPFL shrnuje výzkum a ilustruje pokrok, kterého tři muži dosáhli během rehabilitace.
