Trzech sparaliżowanych mężczyzn biorących udział w eksperymentalnym leczeniu stanęło na nogi. Szwajcarscy lekarze zastosowali precyzyjną stymulację elektryczną pobudzającą nerwy rdzenia kręgowego poprzez bezprzewodowy implant.
W nowych badaniach, których wyniki zostały opublikowane na łamach „Nature”, szwajcarscy naukowcy pokazali, że po kilku miesiącach treningu i zastosowaniu nowatorskiej terapii STIMO (STImulation Movement Overground), ich pacjenci byli w stanie kontrolować wcześniej sparaliżowane mięśnie nóg. Co ważne, efekt ten utrzymał się po wyłączeniu implantu.
Pacjentami byli trzej mężczyźni, którzy wiele lat temu doznali uszkodzenia kręgosłupa na odcinku szyjnym. Dzięki nowej terapii mężczyźni mogą poruszać się za pomocą kul lub chodzika. Leczenie zastosowane przez badaczy z Politechniki Federalnej i Szpitala Uniwersyteckiego w Lozannie ustanawia nowe ramy terapeutyczne w celu poprawy powrotu do zdrowia po urazie rdzenia kręgowego.
Wszyscy pacjenci uczestniczący w badaniu odzyskali kontrolę mięśni nóg, które były sparaliżowane od wielu lat. Kluczowy w podejściu Szwajcarów jest implant. Naukowcy wykazali, że funkcja neurologiczna utrzymała się poza sesjami treningowymi nawet wtedy, gdy stymulacja elektryczna została wyłączona.
- Nasze odkrycia opierają się na dogłębnym zrozumieniu podstawowych mechanizmów, do którego dochodziliśmy przez lata podczas badań nad modelami zwierzęcymi. W ten sposób mogliśmy naśladować w czasie rzeczywistym, w jaki sposób mózg naturalnie aktywuje rdzeń kręgowy – powiedział Grégoire Courtine z Politechniki Federalnej w Lozannie. – Dokładne zgranie w czasie i precyzyjnie dobrane miejsce stymulacji elektrycznej są kluczowe dla pacjenta do wykonania zamierzonego ruchu. To powoduje wzrost nowych połączeń nerwowych – dodał.
- Od razu wiedziałam, że jesteśmy na dobrej drodze. Wszyscy nasi pacjenci mogli chodzić przy pomocy wspomagania w ciągu jednego tygodnia. Stymulacja musi być tak precyzyjna, jak szwajcarski zegarek. W naszej metodzie implantujemy szereg elektrod nad rdzeniem kręgowym, co pozwala nam celować w poszczególne grupy mięśni nóg. Wybrane konfiguracje elektrod aktywują określone regiony rdzenia kręgowego, naśladując sygnały dostarczane przez mózg – przyznała neurochirurg Jocelyne Bloch ze Szpitala Uniwersyteckiego w Lozannie, która wszczepiała pacjentom implanty.
Naukowcy zgłębili mechanizmy powodujące powstanie paraliżu. Dokładnie zmapowali rdzeń kręgowy, by poznać, które rejony odpowiadają za konkretne ruchy, chociażby zgięcie kolana. Tym sposobem osiągnęli zdumiewające wyniki.
Wyzwaniem dla pacjentów było nauczenie się, w jaki sposób skoordynować intencje do chodzenia płynące z ich mózgów ze stymulacją elektryczną. Ale to nie trwało długo. Już po tygodniu kalibracji wszyscy trzej pacjenci byli w stanie poruszać się przy pomocy wsparcia – chodzika lub kul. Kontrola przez nich mięśni nóg znacznie się poprawiła. - Układ nerwowy zareagował jeszcze głębiej na leczenie, niż się tego spodziewaliśmy – wyjaśnił Courtine.
Nowe protokoły rehabilitacyjne oparte na tej metodzie odmienią życie wielu osób po urazach kręgosłupa. Umożliwią im w miarę normalne życie. Podczas sesji rehabilitacyjnych trzej uczestnicy byli w stanie przejść bez podpierania się rękami odległość ponad kilometra. Te dłuższe sesje treningowe o wysokiej intensywności okazały się kluczowe dla zreorganizowania sieci połączeń między neuronami, co prowadziło do poprawy funkcji motorycznych, nawet gdy stymulacja elektryczna została wyłączona.
Podobne badania łączące intensywny trening z zewnątrzoponową stymulacją elektryczną prowadzą także inne ośrodki. We wrześniu tego roku naukowcy z University of Louisville opublikowali wyniki swoich prac (więcej na ten temat w tekście Sparaliżowani po uszkodzeniu rdzenia kręgowego stawiają pierwsze kroki). Oni także postawili sparaliżowanych ludzi na nogi, jednak w ich badaniach wyniki znacznie się pogarszały po wyłączeniu implantu.
- Budujemy neurotechnologię następnej generacji, która zostanie przetestowana bardzo wcześnie po urazie, gdy potencjał do wyzdrowienia jest wysoki, a układ nerwowo-mięśniowy jeszcze nie doświadczył atrofii następującej po przewlekłym porażeniu. Naszym celem jest opracowanie szeroko dostępnego leczenia – przyznał Courtine.
Źródło: Politechnika Federalna w Lozannie, fot. EPFL / Jamani Caillet
