Rangsangan tulang belakang membantu lelaki dengan paraplegia berjalan lagi
Kaedah baru untuk merangsang elektrik saraf tunjang dengan implan tanpa wayar, bersama dengan terapi yang menyokong berat badan, telah membantu tiga lelaki dengan paraplegia untuk berjalan semula dengan bantuan bingkai berjalan kaki dan kruk. Mereka bahkan boleh mengambil beberapa langkah tanpa bantuan sama sekali.
Bertahun-tahun sebelumnya, ketiga-tiga lelaki tersebut mengalami kecederaan di kawasan serviks, atau di leher, dari saraf tunjang mereka yang menyebabkan mereka lumpuh di bahagian bawah badan mereka.
"Kerangka terapeutik" baru yang bertanggungjawab untuk pemulihan mereka disebut Stimulation Movement Overground (STIMO).
Ini adalah hasil kerjasama antara Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) dan Hospital Universiti Lausanne (CHUV), keduanya di Switzerland.
Dua jurnal, Alam semula jadi dan Neurosains Alam, kini telah menerbitkan makalah kajian mengenai pendekatan rangsangan baru.
Apa yang luar biasa mengenai kaedah baru - dan membezakannya dari dua kajian yang baru diterbitkan dari Amerika Syarikat mengenai topik yang serupa - adalah bahawa lelaki boleh menggerakkan kaki mereka ketika rangsangan elektrik ke saraf tunjang dimatikan.
Dalam salah satu makalah kajian, para penyelidik menjelaskan pentingnya "menjaga proprioception" untuk mengembalikan kawalan pergerakan pada manusia dengan cedera saraf tunjang.
Keperluan untuk 'memelihara hak milik'
Proprioception adalah kemampuan untuk merasakan kedudukan dan pergerakan badan dengan memproses isyarat yang datang dari badan itu sendiri, berbanding dengan persekitarannya. Para saintis sering menggambarkannya sebagai "indera keenam."
Beberapa orang yang menulis mengenai hal itu telah memetik contoh seorang lelaki yang, walaupun dapat membuat ototnya berkontraksi, tidak bergerak secara efektif setelah "jangkitan membuatnya kehilangan perasaan, pergerakan, dan sentuhan di tubuhnya" - atau hak milik.
Para penyelidik di Switzerland berpendapat bahawa jika rangsangan elektrik saraf tunjang tidak mempunyai kombinasi tepat penargetan lokasi tepat dan masa denyutan, ia boleh mengganggu proprioception.
Kaedah STIMO dapat mengatasi ini dengan menggunakan "profil rangsangan burst dan rangsangan spatiotemporal." Dengan menggunakan simulasi, para penyelidik menunjukkan bahawa ia membolehkan "kawalan kuat terhadap aktiviti neuron motorik."
"Waktu dan lokasi rangsangan elektrik yang tepat," jelas penulis bersama Jocelyne Bloch, seorang profesor dan ahli bedah saraf di CHUV, yang melakukan operasi implan, "sangat penting bagi kemampuan pesakit untuk menghasilkan gerakan yang dimaksudkan."
Ketepatan jam tangan Switzerland
Pengarang kajian kanan Prof Grégoire Courtine, ahli sains saraf di EPFL, menyatakan bahawa, setelah bertahun-tahun meneliti model haiwan, mereka "dapat meniru secara real time bagaimana otak secara aktif mengaktifkan saraf tunjang."
Dia menunjukkan bahawa gabungan tepat lokasi dan masa impuls inilah yang membantu menjana sambungan saraf baru.
Bloch mengatakan bahawa ia harus "tepat seperti jam tangan Switzerland." Implan terdiri daripada rangkaian elektrod yang mensasarkan kumpulan otot kaki tertentu.
"Konfigurasi elektrod yang dipilih mengaktifkan kawasan spesifik saraf tunjang, meniru isyarat yang akan dihantar oleh otak untuk menghasilkan berjalan," tambahnya.
Ketiga-tiga lelaki itu harus belajar bagaimana menentukan niat mereka untuk berjalan dengan denyutan rangsangan. Setelah hanya 1 minggu fasa "penentukuran" ini, ketiga-tiga mereka berjalan dengan "sokongan berat badan."
"Semua pasien dapat berjalan menggunakan dukungan berat badan dalam waktu 1 minggu. Saya tahu dengan segera bahawa kami berada di jalan yang benar. "
Prof Jocelyne Bloch
Dalam 5 bulan, "kawalan otot sukarela mereka meningkat dengan sangat baik," kata Prof Courtine. "Sistem saraf manusia merespon rawatan yang lebih mendalam daripada yang kita harapkan."
Lelaki itu tidak mengalami keletihan pada otot kaki mereka dan berjalan bebas tangan selama lebih dari satu kilometer semasa sesi pemulihan mereka.
'Keplastikan yang bergantung kepada aktiviti'
Sesi yang sengit dan panjang membantu sistem saraf lelaki untuk mencetuskan "keplastikan yang bergantung pada aktiviti" dan menyusun semula serat saraf. Inilah yang mendorong peningkatan kemampuan pergerakan, walaupun tanpa rangsangan.
Pasukan sekarang ingin menerjemahkan penemuan tersebut ke dalam rawatan yang boleh digunakan di hospital dan klinik.
Para saintis juga kini mengembangkan "neuroteknologi generasi berikutnya," yang mereka harap dapat diuji segera setelah cedera ketika ada peluang pemulihan yang lebih besar kerana tisu yang terkena belum mulai mati.
Menurut anggaran dari Pusat Statistik Cedera Tulang Belakang Nasional di Universiti Alabama di Birmingham, terdapat kira-kira 288,000 orang yang hidup dengan kecederaan saraf tunjang di AS Setiap tahun, profesional perubatan mendiagnosis sekitar 17.700 kes baru, di antaranya 78 peratus pada lelaki. .
Kecederaan yang berlaku semasa kemalangan kenderaan menyumbang sebahagian besar (38 peratus) kes kerosakan saraf tunjang di A.S., diikuti dengan penurunan (32 peratus). Sebab-sebab lain yang agak biasa termasuk cedera akibat tembakan dan tindakan ganas lain (14 peratus), bersama dengan kecederaan yang berlaku semasa bersukan atau beriadah (8 peratus).
Video berikut dari EPFL merangkum penyelidikan dan menggambarkan kemajuan yang dicapai oleh ketiga-tiga lelaki tersebut semasa pemulihan mereka.
