Pētījums parādīja atveseļošanos no paralīzes, izmantojot jaunu neirotehnoloģiju metodi
Mūsu ķermeņa skriemeļi ir kauli, kas veido mugurkaulu. Mūsu mugurkaulā ir vairāki nervi, kas stiepjas no mūsu smadzenēm līdz muguras lejasdaļai. Mūsu muguras smadzenes ir nervu un saistīto audu grupa, no kuras šis mugurkaula skriemelis sastāv un nodrošina aizsardzību. Muguras smadzenes ir atbildīgas par ziņojumu (signālu) pārraidi no smadzenēm uz dažādām mūsu ķermeņa daļām un otrādi. Šīs transmisijas dēļ mēs varam sajust sāpes vai kustināt rokas un kājas. Muguras smadzeņu trauma ir ārkārtīgi smaga fiziska trauma, kad tiek nodarīts muguras smadzeņu bojājums. Kad muguras smadzenes gūst traumu, daži impulsi no mūsu smadzenēm “neizdodas” tikt nogādāti dažādās ķermeņa daļās. Tā rezultātā tiek pilnībā zaudēta jutība, spēks un mobilitāte jebkur zem traumas vietas. Un, ja trauma rodas tuvu kaklam, tas izraisa paralīze visā lielā ķermeņa daļā. Muguras smadzeņu traumas ir ļoti traumatiskas un būtiski ietekmē cietušā ikdienas dzīvi, radot ilgstošas fiziskas, garīgas un emocionālas sekas.
Jauns daudzsološs pētījums
Pašlaik nav iespējams izārstēt mugurkaula traumas izraisītus bojājumus, jo tie ir neatgriezeniski. Daži ārstēšanas un rehabilitācijas veidi palīdz pacientiem dzīvot auglīgu un neatkarīgu dzīvi. Notiek daudz pētījumu ar cerību, ka kādreiz būs iespējams pilnībā izārstēt muguras smadzeņu bojājumus. Revolucionārā pētījumā zinātnieku komanda no Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne un Lozannas Universitātes slimnīcas Šveicē ir izstrādājusi jaunu terapiju, lai veicinātu atveseļošanos no muguras smadzeņu bojājumiem. Šis pētījums ar nosaukumu STIMO (STImulation Movement Overground) ir publicēts daba1 un Daba neiroloģiju2. Zinātnieki apgalvo, ka viņu atklājumi ir balstīti uz izpratni, ko viņi guvuši, analizējot dzīvnieku modeļus, veicot pētījumus gadiem ilgi.
Zinātnieku mērķis bija atdarināt smadzeņu un muguras smadzeņu uzvedību reāllaikā. Šī pētījuma dalībnieki bija trīs paraplegiķi, kuri bija guvuši kakla muguras smadzeņu bojājumus un bija paralizēti jau daudzus gadus (vismaz četrus). Visiem bija veiktas dažādas rehabilitācijas, un, lai gan traumas vietā bija nervu savienojumi, viņi nekustējās. Pēc jaunā rehabilitācijas protokola, kas aprakstīts pašreizējā pētījumā, viņi varēja staigāt tikai nedēļas laikā, izmantojot kruķus vai staiguļus, parādot, ka viņi ir atguvuši brīvprātīgu kontroli pār kāju muskuļiem, kas tika paralizēti pēc traumas gūšanas.
Pētījumi to panāca ar “mērķtiecīgu nervu šūnu elektrisko stimulāciju” zāģmateriālu mugurkaula smadzenēs kopā ar terapiju ar svara palīdzību. Muguras smadzeņu elektriskā stimulācija tika veikta ar ļoti augstu precizitātes līmeni, un tas padarīja šo pētījumu unikālu. Stimulācija bija kā īsi elektriski grūdieni, kas pastiprināja signālus un palīdzēja paralizēto dalībnieku smadzenēm un kājām labāk sazināties. Šim nolūkam uz muguras smadzenēm tika ievietoti implanti - elektrodu masīvs (16 elektrodi uz impulsu ģeneratora), kas ļāva pētniekiem mērķēt uz atsevišķiem dalībniekiem kāju muskuļiem. Šis implants, sērkociņu kastītes izmēra iekārta, sākotnēji tika izstrādāta muskuļu sāpju mazināšanai. Tas bija tehnoloģiski sarežģīti, lai varētu ķirurģiski implantēt šo ierīci noteiktos muguras smadzeņu reģionos. Dažādas šo elektrodu konfigurācijas implantos aktivizēja mērķtiecīgus muguras smadzeņu reģionus un atdarināja signālus/ziņojumus, kas bija jānogādā smadzenēs, lai varētu staigāt. Līdztekus elektriskajai stimulācijai pacientiem bija arī pašiem jādomā par kāju pārvietošanu, lai pamodinātu visus neaktīvos neironu savienojumus.
treniņš
Dalībniekiem bija svarīgi, lai būtu precīzs elektriskās stimulācijas laiks un vieta, lai radītu noteiktu kustību. Mērķtiecīgus elektroenerģijas impulsus piegādāja bezvadu vadības sistēma. Dalībniekiem bija grūti pielāgot un precīzi noregulēt koordināciju starp savu smadzeņu "nodomu" staigāt un ārējo elektrisko stimulāciju. Eksperiments uzlaboja neiroloģisko funkciju un ļāva dalībniekiem ilgāku laiku dabiski apmācīt pazemes staigāšanas spējas laboratorijā. Pēc nedēļas visi trīs dalībnieki varēja staigāt brīvroku režīmā ar mērķtiecīgas elektriskās stimulācijas un ķermeņa svara atbalsta sistēmas palīdzību vairāk nekā vienu kilometru. Viņi nepiedzīvoja kāju un muskuļu nogurumu, un viņu soļu kvalitāte bija nemainīga, tāpēc viņi varēja ērti piedalīties ilgstošos treniņos.
Pēc piecu mēnešu apmācības ievērojami uzlabojās visu dalībnieku brīvprātīgā muskuļu kontrole. Tika uzskatīts, ka tik garš un augstas intensitātes treniņš ir ļoti labs plastiskuma saglabāšanai, izmantojot mūsu nervu sistēmai raksturīgo spēju "pārkārtot" nervu šķiedras un jaunu nervu savienojumu veidošanos. Ilgāka apmācība uzlaboja un konsekventu motorisko funkciju pat pēc tam, kad tika izslēgta ārējā elektriskā stimulācija.
Iepriekšējie pētījumi, kuros tika izmantotas empīriskas pieejas, ir bijuši veiksmīgi, kad daži paraplegiķi spēja veikt dažus soļus nelielā attālumā, izmantojot staigāšanas palīglīdzekļus, ja vien tika nodrošināta elektriskā stimulācija. Kad stimulācijas tika izslēgtas, atgriezās viņu iepriekšējais stāvoklis, kad pacienti nevarēja aktivizēt nevienu kāju kustību, un tas ir tāpēc, ka pacienti nebija “pietiekami apmācīti”. Unikāls pašreizējā pētījuma aspekts ir tas, ka tika novērots, ka neiroloģiskās funkcijas saglabājas pat pēc treniņa beigām un elektriskās stimulācijas izslēgšanas, lai gan dalībnieki staigāja daudz labāk, kad bija ieslēgta stimulācija. Šī apmācības procedūra varētu būt palīdzējusi atjaunot un stiprināt nervu savienojumus starp smadzenēm un muguras smadzenēm, kas traumas rezultātā bija kļuvuši nefunkcionāli. Zinātnieki bija priecīgi par negaidīto cilvēka nervu sistēmas reakciju uz viņu eksperimentu.
Šis ir revolucionārs pētījums pacientiem, kuri guvuši dažāda veida hroniskas muguras smadzeņu traumas, un ir radusies cerība, ka ar pareizu apmācību viņi var atgūties. Iesācējuzņēmums GTX medical, kuru līdzdibināja šī pētījuma autori, vēlas izstrādāt un izstrādāt pielāgotus neirotehnoloģija ko var izmantot, lai nodrošinātu rehabilitāciju veselības aprūpes sistēmā. Šāda tehnoloģija ir jāpārbauda arī daudz agrāk, ti, tūlīt pēc traumas, kad atveseļošanās potenciāls ir daudz lielāks, jo ķermeņa neiromuskulārā sistēma nav piedzīvojusi pilnīgu atrofiju, kas saistīta ar hronisku paralīzi.
***
{Jūs varat izlasīt oriģinālo pētījumu, noklikšķinot uz DOI saites, kas norādīta tālāk citēto avotu sarakstā}
Avots (-i)
1. Wagner FB et al 2018. Mērķtiecīga neirotehnoloģija atjauno staigāšanu cilvēkiem ar muguras smadzeņu traumu. Daba. 563(7729). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0649-2
2. Asboth L et al. 2018. Kortiko – retikulo – mugurkaula ķēdes reorganizācija nodrošina funkcionālu atjaunošanos pēc smagas muguras smadzeņu kontūzijas. Dabas neirozinātne. 21(4). https://doi.org/10.1038/s41593-018-0093-5
***
