Περπάτησε μετά από τραυματισμό του νωτιαίου μυελού χάρη σε εμφύτευμα στον εγκέφαλο

Στα πόδια του μπορεί να στέκεται και να περπατά άνδρας μετά το τραυματισμό του νωτιαίου μυελού χάρη σε εμφύτευμα στον εγκέφαλο.  Δημιουργώντας «ψηφιακή γέφυρα» μεταξύ του εγκεφάλου και του νωτιαίου μυελού ο άνδρας με τετραπληγία κατάφερε να ανακτήσει την κίνησή του.

Στον άνδρα εμφυτεύτηκε ένα σύστημα διέγερσης του νωτιαίου μυελού (Epidural Electrical Simulation With Robot-assisted Rehabilitation in Patients With Spinal Cord Injury”, NCT02936453) και είχε ολοκληρώσει ένα πεντάμηνο εντατικό πρόγραμμα νευροαποκατάστασης, ακολουθούμενο από μια διετή περίοδο ανεξάρτητης χρήσης στο σπίτι, όπως αναφέρεται σε δημοσίευση στο περιοδικό Nature. Για την ιστορία, ο άνδρας οδηγήθηκε στην παράλυση μετά από τραυματρισμό που προκάλεσε την διακοπή  της επικοινωνίας μεταξύ του εγκεφάλου και της περιοχής του νωτιαίου μυελού που παράγει τη βάδιση. Συγκεκριμένα, ένα ατύχημα με ποδήλατο άφησε τον 40χρονο Gert-Jan Oskam παράλυτο λόγω τραυματισμού του νωτιαίου μυελού, σύμφωνα με το sciencenes.org.

Με τη βοήθεια της επιστήμης αποκαταστάθηκε η διεπαφή εγκεφάλου-σπονδυλικής στήλης (BSI) από πλήρως εμφυτευμένα συστήματα καταγραφής και διέγερσης που δημιουργούν άμεση σύνδεση μεταξύ των σημάτων του φλοιού και της αναλογικής διαμόρφωσης της επισκληρίδιας ηλεκτρικής διέγερσης. Ο συμμετέχων αναφέρει ότι το BSI επιτρέπει τον φυσικό έλεγχο των κινήσεων των ποδιών του για να στέκεται, να περπατά, να ανεβαίνει σκάλες και ακόμη και να διασχίζει πολύπλοκα εδάφη. Επιπλέον, η νευροαποκατάσταση που υποστηρίζεται από το BSI βελτίωσε τη νευρολογική αποκατάσταση. Ο συμμετέχων ανέκτησε την ικανότητα να περπατά με πατερίτσες στο έδαφος ακόμη και όταν το BSI ήταν απενεργοποιημένο. Συνεπώς εκτιμάται ότι η ψηφιακή γέφυρα δημιουργεί ένα πλαίσιο για την αποκατάσταση του φυσικού ελέγχου της κίνησης μετά από παράλυση.

Για να γίνει κατανοητό το επίτευγμα πρέπει να διευκρινίσουμε ότι προκειμένου να είμαστε σε θέση να βαδίσουμε, ο εγκέφαλος παρέχει εκτελεστικές εντολές στους νευρώνες που βρίσκονται στον οσφυοϊερό νωτιαίο μυελό. Παρά το γεγονός ότι η πλειονότητα των τραυματισμών του νωτιαίου μυελού δεν βλάπτει άμεσα αυτούς τους νευρώνες, η διακοπή των κατιούσων οδών διακόπτει τις εντολές που προέρχονται από τον εγκέφαλο και είναι απαραίτητες για να παράγουν οι νευρώνες αυτοί βάδισμα. Η συνέπεια είναι η μόνιμη παράλυση.

Η μελέτη

Όλα τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν στο πλαίσιο της εν εξελίξει κλινικής μελέτης σκοπιμότητας STIMO-BSI (“Brain-controlled Spinal Cord Stimulation in Patients With Spinal Cord Injury”), η οποία διερευνά την ασφάλεια και την προκαταρκτική αποτελεσματικότητα της ελεγχόμενης από τον εγκέφαλο διέγερσης του νωτιαίου μυελού μετά από τραυματισμό του νωτιαίου μυελού (clinicaltrials.gov, NCT04632290). Όλες οι χειρουργικές και πειραματικές διαδικασίες πραγματοποιήθηκαν στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο της Λωζάνης (CHUV), εκτός από τα πειράματα μαγνητοεγκεφαλογραφίας, τα οποία πραγματοποιήθηκαν στις εγκαταστάσεις της CEA Clinatec (Γκρενόμπλ). Η μελέτη περιελάβανε λειτουργικές αξιολογήσεις πριν από την εμφύτευση των φλοιωδών συσκευών, τη νευροχειρουργική επέμβαση, μια περίοδο έξι εβδομάδων κατά τη διάρκεια της οποίας βαθμονομήθηκαν οι διάφοροι αποκωδικοποιητές και δημιουργήθηκαν βιβλιοθήκες διέγερσης του νωτιαίου μυελού και μια περίοδο 15 εβδομάδων νευροαποκατάστασης με φυσιοθεραπευτές. η οποία ανερχόταν σε συνολικά 40 συνεδρίες διάρκειας μίας έως τριών ωρών. Το πρόγραμμα νευροαποκατάστασης εξατομικεύτηκε με βάση τις βελτιώσεις του συμμετέχοντα. Στο τέλος της περιόδου νευροαποκατάστασης, ο συμμετέχων εξήλθε από τη φάση ενεργού συμμετοχής της κλινικής δοκιμής και του προσφέρθηκε η δυνατότητα να συνεχίσει να χρησιμοποιεί το BSI στο σπίτι. Ο συμμετέχων παρακολουθείται επί του παρόντος σε τακτική βάση από την ομάδα μελέτης μέχρι το τέλος της τριετούς φάσης επέκτασης της μελέτης για τη χρήση του συστήματος στο σπίτι.