Elektrinis stimuliavimas teikia vilties žmonėms, turintiems sunkų stuburo smegenų sužalojimą

Elektrinė stimuliacija suteikia naujos vilties žmonėms, turintiems sunkų nugaros smegenų pažeidimą. Tyrimas rodo, kad keturi jauni vyrai, sergantys paraplegija, elektrinę stuburo stimuliaciją gali savarankiškai judinti kojomis. Tyrėjai mano, kad terapija gali pakeisti paralyžiuotų žmonių prognozę net metus po sužalojimo.

Šis atradimas „suteikia naują požiūrį, kad stuburo smegenys, net ir po sunkios traumos, turi didelę funkcijų atkūrimo galimybę“. Nuotraukų šaltinis: 123RF.com.

Vyrai, kurie buvo paralyžiuoti daugiau nei 2 metus, naudodamiesi elektrine stimuliacija sugebėjo sulenkti kojų pirštus, kulkšnis ir kelius. Dar didesnis judėjimo pagerėjimas buvo nustatytas, kai vyrai stimuliaciją naudojo kartu su fizine reabilitacija. Informacija apie šį novatorišką atradimą buvo paskelbta žurnale „ Brain“ .

Šis atradimas „suteikia naują požiūrį, kad nugaros smegenys, net ir po sunkios traumos, turi didelį funkcinio atsigavimo potencialą“, - sakė vyriausioji tyrėja Claudia Angeli, PhD, Frazier Rehabo instituto Žmogaus lokomotorinių tyrimų centro vyresnioji tyrėja, ir docentė, Luisvilio universiteto Kentukio stuburo smegenų sužalojimo tyrimų centras (KSCIRC).

Kentas Stephensonas, antrasis asmuo, kuriam atlikta epidurinė stuburo smegenų stimuliacija, savo noru pakelia koją, kol jo stimuliatorius yra aktyvus. Nuotrauka mandagiai suteikta iš Luvilio universiteto.

Kaip veikia elektrinis stimuliavimas

Elektrinė stimuliacija apima elektros impulsus, kurie siunčiami stuburo link, kad būtų imituojami signalai, kuriuos smegenys paprastai siunčia judėjimui inicijuoti. Elektriniai impulsai pristatomi per stimuliatorių, kuris chirurginiu būdu uždedamas ant nugaros smegenų.

Robas Summersas, paralyžiuotas po krūtine, buvo pirmasis asmuo, kuriam buvo naudingas šis gydymas. Jis gavo elektros impulsus į nugaros smegenis šiek tiek žemiau sužalojimo, kasdien mokydamasis, kurio metu jis buvo pakabinamas dirželiu virš bėgimo takelio, o tyrėjai padėjo jam stovėti arba vaikščioti. Galų gale, Robas galėjo stovėti savarankiškai iki 4 minučių. Praėjus septyniems teismo proceso mėnesiams, Robas atgavo savo norą kontroliuoti kojas.

Visi vyrai sugebėjo suderinti kojų, kulkšnių ir kojų pirštų judesius vizualiai apie kompiuterio ekrane rodomos bangos kilimą ir kritimą, o trys iš keturių sugebėjo pakeisti jėgą, kuria jie lankstėsi. jų kojos, atsižvelgiant į trijų skirtingų klausos taškų intensyvumą.

„Tai, kad smegenys sugeba pasinaudoti keliomis likusiomis jungtimis ir apdoroti šią sudėtingą vaizdinę, garsinę ir suvokimo informaciją, yra gana nuostabi. Tai mums sako, kad informacija iš smegenų patenka į reikiamą vietą stuburo smegenyse, kad žmogus gana įspūdingai tiksliai galėtų kontroliuoti judesio pobūdį “, - sakė atsakingas tyrėjas, doktorantas V. Reggie Edgerton. plėtojant šį požiūrį į terapiją. Dr. Edgertonas yra nusipelnęs integruotosios biologijos, fiziologijos, neurobiologijos ir neurochirurgijos profesorius Kalifornijos universitete, Los Andžele.

Kiti sveikatos gerinimai

Visi keturi vyrai sugebėjo savarankiškai nešti savo svorį, taip pat parodė kitus sveikatos patobulinimus, tokius kaip padidėjusi raumenų masė, mažesnis nuovargis ir didesnis savijauta. Pvz., Robas, pavyzdžiui, Robas pradėjo geriau kontroliuoti kraujospūdį, reguliuoti kūno temperatūrą, šlapimo pūslę ir lytinę funkciją.

Tyrėjai tiria, ar epidurinė stimuliacija gali būti naudojama norint padėti žmonėms, kuriems yra rankų paralyžius, ir kuria technologiją, leidžiančią stuburo stimuliaciją per odą, o ne chirurginiu būdu implantuoti stimuliatorių. Be to, tyrėjai siekia patobulinti elektrinių stimuliatorių technologijas, kad padėtų geriau kontroliuoti paralyžiuotų žmonių judėjimą.

Komentaras
Drs. Narihito Nagoshi ir Michaelas G Fehlingsas

Pastaruoju metu didelis dėmesys buvo skiriamas nugaros smegenų pažeidimo (SCI) terapinėms strategijoms, įskaitant ląstelių transplantaciją ir (arba) vaistų skyrimą. Klinikiniai SCI nervinių pirmtakų ląstelių tyrimai jau atlikti ¹, taip pat mezenchiminių kamieninių ląstelių ¹ tyrimai ir tokie vaistai, kaip natrio / glutamato antagonistai ², ir antibiotikas minociklinas ³ . Šiame kontekste Angeli ir jo kolegų pateiktame darbe nagrinėjamame „ Brain“ numeryje pristatoma nauja SCI gydymo strategija ⁴ . Jų tyrime dalyvavo 4 pacientai, sergantys visiška motorine SCI. Visiems pacientams nuo SCI praėjo daugiau nei 2 metai, o sužalojimo lygis svyravo nuo C7 iki T5. Epidurinės nugaros smegenų stimuliacijos vienetai buvo chirurginiu būdu implantuoti T11 / 12 lygyje. Keista, bet visi 4 pacientai, sergantys lėtiniu visišku paralyžiumi, netrukus po prietaiso implantavimo atgavo savo kojų judesius epidurinės stimuliacijos metu. Be to, pacientai galėjo suaktyvinti kojų motorinį judesį pagal regėjimo ir klausos nurodymus. Pasikartojantis stovėjimas ir savanoriškas treniruotės naudojant epidurinę stimuliaciją skatino didesnę jėgą generuoti ir tiksliau judinti kojų raumenis.

Ryškus šio tyrimo momentas yra tas, kad terapinė SCI strategija buvo sutelkta ne į pačią pažeidimo vietą, o žemiau nugaros smegenų pažeidimo vietos. Ląstelių transplantacijos terapijoje didžiausias dėmesys skiriamas pažeistų nervų ląstelių pakeitimui ir aksonų regeneracijos bei remielinizacijos skatinimui pažeidimo vietoje ir per ją. Tačiau šio darbo rezultatai parodo naują strategiją, kai sugadintos nugaros smegenų grandinės suaktyvinamos žemiau sužalojimo lygio, atliekant epidurinę stimuliaciją, be jokio tiesioginio pažeidimo vietos gydymo. Nugaros juosmens srityje yra centrinių modelių generatorių (CPG), kurie kontroliuoja užpakalinių galūnių lokomotorinę elgseną ⁵, ir epidurinė stimuliacija šiame darbe galėtų prisidėti prie CPG neuroninės grandinės reaktyvacijos. Atvirkščiai, mechanizmas, kuriuo regos ir klausos įėjimai, nusileidę į stuburo grandinę per labai sutrikusius aksonus pažeidimo vietoje, išlieka neįmanomi. Tačiau Courtine'as ir kolegos pademonstravo, kad nesant jokio supraspinalinio įvesties, nuo naudojimosi priklausomi mokymosi mechanizmai gali paskatinti atstatyti visą svorį nešantį bėgimo takelio judėjimą graužikų SCI ⁶ modelyje. Todėl CPG nervinės grandinės stimuliavimas juosmens stuburo smegenyse gali būti naujas SCI terapinis taikinys.

Pagrindinis šio darbo apribojimas yra nedidelis įtrauktų pacientų skaičius. Nors pacientai yra santykinai jauni (vidutiniškai 26, 9 metų), geriatrijos pacientams BKS paplitimas paprastai didėja ⁷, todėl reikia ištirti šios pacientų grupės rezultatus. Būsimi tyrimai bus reikalingi norint ištirti funkcinį epidurinės stimuliacijos poveikį ir treniruotis atliekant didesnius klinikinius tyrimus.

Peržiūrėti šaltinius

Angeli CA, Edgerton VR, Gerasimenko YP, Harkema SJ. Smegenys . 2014. doi: 10.1093 / smegenys / awu038.

Nacionaliniai sveikatos institutai. Stuburo stimuliacija padeda keturiems pacientams, sergantiems paraplegija, susigrąžinti savanorišką judėjimą. http://www.nih.gov/news/health/apr2014/nibib-08.htm. Prisijungta 2014 m. Balandžio 8 d.

Luisvilio universitetas. Keturi paraplegiški vyrai savanoriškai perkelia kojas, tai yra „precedento neturintis proveržis“ paralyžiaus bendruomenei. http://louisville.edu/medicine/news/four-paraplegic-men-voluntally-move-their-legs-an-unprecedented-breakthrough-for-paralysis-community. Prisijungta 2014 m. Balandžio 8 d.

Komentarų nuorodos
1. Tetzlaff W ir kt. Sisteminė ląstelių transplantacijos gydymo nugaros smegenų pažeidimais apžvalga. J Neurotrauma . 28: 1611-1682, doi: 10.1089 / neu.2009.1177 (2011).

2. Fehlings MG ir kt. Riluzolis, skirtas gydyti ūminį trauminį nugaros smegenų pažeidimą: NACTN I fazės klinikinio tyrimo pagrindas ir struktūra. J Neurosurg stuburas . 17: 151-156, doi: 10.3171 / 2012.4.AOSPINE1259 (2012).

3. Casha S ir kt. II fazės placebu kontroliuojamo atsitiktinių imčių minociklino tyrimo, atlikto ūminio nugaros smegenų pažeidimo metu, rezultatai. Smegenys . 135: 1224-1236, doi: 10.1093 / brain / aws072aws072 [pii] (2012).

4. Angeli CA, Edgerton VR, Gerasimenko YP, Harkema SJ. Pakeitus nugaros smegenų jaudrumą, žmonės gali savanoriškai judėti po lėtinio visiško paralyžiaus. Smegenys . doi: awu038 [pii] 10.1093 / smegenys / awu038 (2014).

5. Kiehn O. Lokomotorinės grandinės žinduolių nugaros smegenyse. Annu Rev Neurosci . 29: 279-306, doi: 10.1146 / annurev.neuro.29.051605.112910 (2006).

6. Courtine G ir kt. Nefunkcinių stuburo grandinių transformacija į funkcines būsenas praradus smegenų įvestį. Nat Neurosci . 12: 1333-1342, doi: 10.1038 / nn.2401nn.2401 [pii] (2009).

7. Martin ND ir kt. Mirštamumo taškas dėl amžiaus ir ūmus gimdos kaklelio stuburo smegenų pažeidimas. J trauma . 71: 380-385; diskusija 385-386, doi: 10.1097 / TA.0b013e318228221f00005373-201108000-00016 [pii] (2011).