Стимуляція хребта допомагає чоловікам з параплегією знову ходити
Новий спосіб електричної стимуляції спинного мозку за допомогою бездротових імплантатів разом із терапією, що підтримує вагу тіла, допоміг трьом чоловікам із параплегією знову ходити за допомогою прогулянкових рамок та милиць. Вони навіть можуть зробити кілька кроків, не маючи взагалі ніяких допоміжних засобів.
Багато років до цього троє чоловіків отримали травми в області шийки матки, або області шиї, спинномозкових канатиків, через які вони були паралізовані в нижній частині тіла.
Нова “терапевтична база”, відповідальна за їх реабілітацію, називається Стимулюючий рух над землею (STIMO).
Це результат співпраці між Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) та Університетською лікарнею Лозани (CHUV), обидва у Швейцарії.
Два журнали, Природа і Нейрологія природи, зараз опублікували навчальні роботи про новий підхід стимуляції.
Що чудового в новому методі - і що відрізняє його від двох нещодавно опублікованих досліджень зі Сполучених Штатів на подібну тему - це те, що чоловіки могли рухати ногами, коли електрична стимуляція спинного мозку була вимкнена.
В одній із дослідницьких робіт дослідники пояснюють важливість "збереження пропріоцепції" для того, щоб відновити контроль руху у людей з пошкодженням спинного мозку.
Потреба в «збереженні пропріоцепції»
Пропріоцепція - це здатність відчувати тілесне положення і рух, обробляючи сигнали, що надходять від самого тіла, на відміну від його оточення. Вчені часто описують це як "шосте почуття".
Деякі, хто писав про це, наводили приклад чоловіка, який, незважаючи на можливість змусити м’язи скорочуватися, був фактично нерухомим після того, як «інфекція позбавила його почуття положення, руху та дотику в тілі» - або його пропріоцепція.
Дослідники з Швейцарії стверджують, що якщо електрична стимуляція спинного мозку не має правильної комбінації точного націлювання на місце розташування та часу імпульсів, це може перешкоджати пропріоцепції.
Метод STIMO може подолати це за допомогою «профілів стимуляції спалахом та просторово-часової стимуляції». Використовуючи моделювання, дослідники показали, що це дозволило "надійний контроль над активністю рухових нейронів".
«Точні терміни та місце проведення електростимуляції, - пояснює співавтор Джоселін Блох, професор та нейрохірург CHUV, яка проводила імплантацію, - мають вирішальне значення для здатності пацієнта здійснювати задумане рух».
Швейцарська точність годинника
Старший автор дослідження, професор Грегуар Кортін, невролог з EPFL, зазначає, що після багатьох років досліджень моделей тварин вони "змогли імітувати в реальному часі, як мозок природним чином активує спинний мозок".
Він припускає, що точне поєднання місця та часу імпульсів є тим, що допомогло створити нові нервові зв’язки.
Професор Блох каже, що він повинен бути "таким же точним, як швейцарський годинник". Імплантати складаються з ряду електродів, націлених на певні групи м’язів ніг.
"Вибрані конфігурації електродів активують певні ділянки спинного мозку, імітуючи сигнали, які мозок буде подавати, щоб виробляти ходьбу", - додає вона.
Трьом чоловікам довелося навчитися приурочувати свій намір ходити за допомогою стимулюючих імпульсів. Лише через 1 тиждень цієї фази «калібрування» всі троє ходили з «підтримкою ваги тіла».
«Усі пацієнти могли ходити за допомогою підтримки ваги тіла протягом 1 тижня. Я одразу зрозумів, що ми на правильному шляху ”.
Професор Джоселін Блох
Протягом 5 місяців їх «добровільний контроль м’язів надзвичайно покращився», говорить професор Кортін. "Нервова система людини реагувала ще глибше на лікування, ніж ми очікували".
Чоловіки не виявляли втоми в м’язах ніг і під час реабілітаційних сесій вони гуляли довше ніж кілометр.
„Пластичність, що залежить від діяльності“
Напружені та тривалі сеанси допомогли нервовій системі чоловіків викликати «пластику, що залежить від активності» та реорганізувати нервові волокна. Саме це призвело до поліпшення рухової здатності, навіть за відсутності стимуляції.
Зараз команда хоче перевести отримані результати у спеціально підібрані методи лікування, які можна використовувати в лікарнях та клініках.
Зараз вчені розробляють «нейротехнологію наступного покоління», яку вони сподіваються протестувати незабаром після травми, коли є більший шанс на одужання, оскільки уражена тканина не почала відмирати.
За підрахунками Національного статистичного центру травматизму спинного мозку в Університеті Алабами в Бірмінгемі, в США близько 288 000 людей страждають від пошкодження спинного мозку. Щороку медичні працівники діагностують близько 17 700 нових випадків, з яких 78 відсотків - у чоловіків. .
Травми, понесені під час аварій транспортних засобів, становлять більшість (38 відсотків) випадків пошкодження спинного мозку в США, а потім падіння (32 відсотки). Інші відносно поширені причини включають поранення в результаті пострілів та інші насильницькі дії (14 відсотків), а також травми, які трапляються під час занять спортом або відпочинку (8 відсотків).
Наступне відео з EPFL узагальнює дослідження та ілюструє прогрес, досягнутий трьома чоловіками під час реабілітації.
