„Je to úžasný pocit,“ hovorí David Mzee, ktorému v roku 2010 ochrnula ľavá noha. Mzee teraz opäť získal určitú schopnosť chodiť vďaka prelomu v technológii stimulácie miechy. "Dokážem natiahnuť koleno na ľavú nohu... ohýbať boky a dokonca hýbať prstami na nohách.“
Mzee je jedným z troch účastníkov štúdie, ktorá použila novú techniku na prekonanie poranenia miechy a obnovenie schopnosti chôdze u pacientov s rôznym stupňom paralýzy. Výsledky zverejnené v r Príroda a Prírodná neuroveda dnes sú dramatické. Všetci traja pacienti obnovili určitý stupeň schopnosti chôdze a ich pokrok vo fyzikálnej terapii sa premietol do zlepšenia mobility v ich každodennom živote.
Základ techniky, nazývanej epidurálna elektrická stimulácia (EES), nie je vôbec nový – už desaťročia sa skúmal ako potenciálna liečba paralýzy s veľkým úspechom u zvierat. A v septembri tohto roku dva samostatné papiere
hlásili prelomové úspechy v umožňovaní pacientom s paralýzou chodiť s asistenciou v dôsledku EES.Ale skorší pacienti dosiahli pokrok až po mesiacoch intenzívnej rehabilitácie — v najlepšom prípade po štyroch mesiacoch a v iných skoro po roku. To, čo dnes uvádza Grégoire Courtine, Jocelyne Bloch a veľký tím výskumníkov, je obrovský skok vpred: ich pacienti boli schopní chodiť (s asistenciou) už po niekoľkých dňoch.
Video, ako chodia niektorí pacienti.
Blokovanie spätnej väzby
Rozdiel spočíva v tom, ako konštantná je elektrická stimulácia. EES funguje tak, že sa implantuje zariadenie, ktoré dodáva elektrické signály do miechy. Keď zranenie preruší spojenie medzi miechou a mozgom, zabráni tomu, aby sa signály dostali pod miechu v mieste poranenia môže EES pomôcť preklenúť medzeru poskytnutím elektrických signálov do miechy pod poranením stránky.
U hlodavcov, mačiek a dokonca aj opíc umožnil EES „stáť, chodiť rôznymi smermi a dokonca aj behať“. písať Courtine a jeho kolegovia. Naznačujú, že táto technika bola u ľudí menej úspešná, pretože elektrická stimulácia bola kontinuálne, bráni spätnej väzbe z tela do mozgu a účinne blokuje vnímanie mozgu, kde sú končatiny sú vo vesmíre. Fyziologické rozdiely medzi ľuďmi a potkanmi - vrátane rozdielu vo veľkosti tela - by mohli vysvetliť, prečo to ovplyvňuje ľudí a nie potkany, naznačujú.
Systémy potrebovali byť presnejšie. A tak vedci začali porozumieť tomu, ako nervový systém reagoval na pohyby v každom kĺbe u zdravých jedincov, a vytvorili „mapu“ toho, ako tieto aktivačné vzorce vyzerali. Potom zistili, kde presne boli potrebné elektródy, aby poskytli stimuláciu, ktorá im zodpovedá aktivačných vzorcov a vybudovali systém, ktorý by doručoval posúvacie signály len tam, kde to potrebovali byť.
Výskumníci museli upraviť podrobnosti pre každého z troch pacientov v štúdii, pričom sa prispôsobili individuálnym meraniam miechy každej osoby. Dokonca postavili personalizované modelové miechy tak, aby ležali v elektrine vodivej slanej tekutine, čo tímu umožnilo presne určiť, kam treba každú elektródu počas operácie vložiť. Potom bol vzor elektrických signálov kalibrovaný pre každého jednotlivca.
"Všetci pacienti mohli chodiť s podporou telesnej hmotnosti do jedného týždňa," hovorí Blotch. V prebiehajúcich testoch systému boli pacienti schopní upraviť dĺžku a rýchlosť svojich krokov a hodinu chodiť na bežiacom páse – prešli ekvivalentom až jedného kilometra. Všetok pohyb bol pod dobrovoľnou kontrolou; EES negeneruje pohyb sám o sebe.
"Účastníci sú neustále vyzývaní, aby dobrovoľne vytvorili vhodné pohyby nôh," hovorí spoluautorka Karen Minassian. "Musí byť neustále mentálne aktívni, aby uzavreli slučku elektrickou stimuláciou, ktorá v konečnom dôsledku produkuje svalovú aktivitu."
Opätovné nadviazanie spojení
Kvôli tomuto zapojeniu viedla liečba aj k tomu, že sa v priebehu času obnovil dobrovoľný pohyb, pretože sa znovu nadviazali spojenia cez nervový systém. Mzee, ktorej ľavá noha bola po gymnastickej nehode úplne ochrnutá, absolvovala rozsiahlu rehabilitačnú liečbu, no s malým pokrokom. Po piatich mesiacoch bol schopný urobiť pár krokov sám, úplne bez pomoci. So zapnutým EES je schopný chodiť pomocou chodítka.
Gert-Jan Oskam, ktorý pri nehode na bicykli stratil obe nohy, tiež pred štúdiou urobil veľmi obmedzený pokrok v rehabilitácii. "Teraz môžem chodiť na krátke vzdialenosti pomocou elektrickej stimulácie a dokonca aj bez elektrickej stimulácie," hovorí. Aj keď môže urobiť pár krokov s barlami alebo sa postaviť s inou osobou na podporu, „v blízkej budúcnosti by som mal byť schopný postaviť sám BBQ.“
Aj v rámci malej skupiny troch pacientov boli výsledky výrazne odlišné. Pre Sebastiana Toblera nebolo päť mesiacov dostatočne dlhých na obnovenie veľkého množstva dobrovoľného pohybu bez EES. Je však schopný zdvihnúť nohy pri ležaní bez EES a hovorí, že si všimol lepšiu stabilitu jadra vo svojom každodennom živote. V tréningu plánuje pokračovať.
Stupeň úspechu liečby bude závisieť od celého radu faktorov vrátane závažnosti poranenia a stupňa zvyškového pohybu. Pre niektorých, ako je Mzee, by to mohlo viesť k dramatickému zlepšeniu dobrovoľnej mobility v krátkom čase; pre ostatných to tak nemusí byť. Pochopenie výsledkov vo väčšej populácii je dôležitým ďalším krokom.
Pre Courtine, Blocha a ich kolegov je ďalším krokom skúmanie výsledkov u ľudí s nedávnymi zraneniami, kde „potenciál pretože plasticita je zvýšená a nervovosvalový systém ešte neprešiel atrofiou, ktorá nasleduje po chronickej paralýze,“ uvádzajú písať. Aj keď poukazujú na súčasnú štúdiu ako na potvrdenie myšlienky, že nepretržitá EES by mala u ľudí obmedzený úspech, budúce štúdie by potrebovali pracovať na pochopení a predpovedaní, ktorí pacienti budú mať pravdepodobne najväčší úžitok – táto technika nie je ani zďaleka pripravená na zavedenie v doska.
A podstatné, dodávajú, je zabezpečiť, aby sa liečba preložila mimo nemocnice. Výskumníci vyvinuli hlasom aktivovaný systém, ktorý umožnil ich pacientom zapínať a vypínať EES a nakalibrovali ho na rôzne režimy pre chôdzu, státie alebo bicyklovanie na motore s pohonom rúk a nôh trojkolka. Fungovanie EES je jedna vec, ale dohliadajú aj na to, aby ho pacienti mohli používať doma – podporujú „rehabilitáciu v klinickom prostredí a používanie v komunite“.
Príroda, 2018. DOI: 10.1038/s41586-018-0649-2 (O DOI).
