Trzy osoby, które były całkowicie sparaliżowane od pasa w dół z powodu uszkodzenia rdzenia kręgowego, mogą teraz chodzić przy użyciu balkoników. Naukowcy opracowali nowe implanty kręgosłupa, które elektrycznie stymulują nerwy w plecach i nogach pacjentów.
Jocelyne Bloch ze Szpitala Uniwersyteckiego w Lozannie w Szwajcarii, która przeprowadziła operacje, powiedziała, że „wszyscy trzej pacjenci bezpośrednio po operacji byli w stanie wstać i zrobić pierwszy krok – oczywiście z podparciem”. Jeden z pacjentów, pochodzący z Włoch Michel Roccati, przyznał, że już pierwszego dnia mógł zobaczyć, jak jego nogi się poruszają i było to „bardzo, bardzo poruszające”. Już po trzech, czterech miesiącach ćwiczeń mógł sam chodzić na zewnątrz przy pomocy chodzika.
Wiele grup naukowców prowadziło badania nad wykorzystaniem implantów do stymulacji nerwów rdzenia kręgowego u osób, które doznały urazów. Większość z nich skupiała się jednak na osobach z mniejszymi urazami i bardziej nienaruszonymi nerwami. Stymulacja sprawia, że pozostałe nerwy są bardziej pobudliwe, a tym samym wzmacnia słabe sygnały z mózgu do nóg. Wymaga to jednak wielu miesięcy intensywnego treningu. Na naszym blogu często wspominamy o tego typu nowatorskich rozwiązaniach. O pomyśle Elona Muska pisaliśmy na przykład w tekście „W przyszłym roku Neuralink zacznie wszczepiać mikrochipy do ludzkiego mózgu”.
Pierwsze implanty kręgosłupa dla całkowicie sparaliżowanych
W nowym badaniu, opublikowanym w Nature, wzięli udział trzej mężczyźni, którzy ponad rok byli całkowicie sparaliżowani od pasa w dół. Rezultaty, odczuwalne niemal natychmiast po zakończeniu operacji, są wynikiem użycia specjalnie skonstruowanych elektrod. Ronaldo Ichiyama z Uniwersytetu w Leeds w Wielkiej Brytanii mówi, że „to monumentalny krok naprzód. Zanim jednak zaczniemy się zbytnio ekscytować, musimy to zobaczyć u większej liczby osób”.
Roccati, który został sparaliżowany w wypadku motocyklowym w 2017 roku, używa teraz wszczepionego urządzenia przez 1 do 2 godzin dziennie. W tym czasie m.in. samodzielnie spaceruje na zewnątrz. Może również stać przez 2 godziny, jeździć na rowerze, a nawet pływać, wybierając różne programy stymulacji. Przy okazji odkrył, że chodzenie lub stanie pomaga mu złagodzić ból spowodowany siedzeniem na wózku inwalidzkim przez cały dzień.
Pacjenci mogą wybrać rodzaj wzorców ruchu, których potrzebują, za pomocą tabletu. Urządzenie łączy się bezprzewodowo z neurostymulatorem umieszczonym w ich brzuchu, który z kolei jest połączony z elektrodami na kręgosłupie. Neurostymulator będzie musiał być wymieniony po około dziewięciu latach, ale elektrody powinny wystarczyć na całe życie biorcy.
Roccati zauważył również niewielką poprawę funkcjonowania nawet po wyłączeniu stymulacji. Świadczy to o tym, że jego nerwy rdzeniowe nie zostały całkowicie przerwane, chociaż zaklasyfikowano go jako osobę z całkowitym paraliżem nóg. Grégoire Courtine ze Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii w Lozannie (EPFL), który wraz z Bloch kierował badaniami, powiedział, że pacjent „może wywoływać drobne ruchy, ale niestety nie porusza nogą zgodnie z własną wolą. Jego powrót do zdrowia zależy od włączonej stymulacji”.
Coraz lepsze implanty kręgosłupa dają coraz większe możliwości
Stosuje się już implanty kręgosłupa przeznaczone dla osób, które potrzebują ulgi w silnym bólu spowodowanym urazem kręgosłupa. Implanty te nie są jednak wystarczająco mocne, aby dotrzeć do wszystkich nerwów potrzebnych do wywołania złożonych wzorców ruchowych wymaganych przy chodzeniu. W nowym podejściu Courtine i jego zespół mieli za zadanie opracowanie większych elektrod, które mogłyby stymulować wszystkie potrzebnye nerwy. Każda osoba ma wszczepione 16 elektrod, chociaż zespół chce umieścić aż 32 u kolejnych pacjentów.
Oprogramowanie komputerowe, które steruje elektrodami, aby osiągnąć różne wzorce ruchu, to również wynik dużego postępu. Elektrody są testowane podczas operacji. Bloch powiedziała, że „czasami elektroda nie znajduje się w idealnym miejscu, a u każdego pacjenta nerwy są rozmieszczone nieco inaczej. Musimy więc dostroić elektrodę i ustawić cały system”.
Naukowcy wierzą, że ich projekt może w teorii pomóc sparaliżowanym pacjentom, którzy mają co najmniej 6 centymetrów zdrowego rdzenia kręgowego poniżej urazu. Ten warunek jest potrzebny, żeby znaleźć miejsce wszczepienia wszystkich wymaganych elektrod. Planuje się w tym roku kolejne operacje, które pomogą m.in. sprawdzić wpływ implantów na ciśnienie krwi. Warto przy tym dodać, że przez najbliższe kilka lat urządzenia nie będą dostępne poza testami i musimy jeszcze poczekać na ich pełne upowszechnienie.
Na naszym blogu wielokrotnie pisaliśmy o tym, jak nowe technologie rewolucjonizują medycynę na naszych oczach. Przy okazji polecamy lekturę artykułu „Optogenetyka – nowatorska metoda, do której rozwoju niezbędna jest sieć 5G”.
Źródło: NewScientist