Električna stimulacija nudi nadu osobama s teškim ozljedama kičmene moždine

Električna stimulacija daje novu nadu ljudima s teškim ozljedama leđne moždine. Studija pokazuje da su četvorica mladića s paraplegijom sada u stanju samostalno pomicati noge uz pomoć električne stimulacije kralježnice. Istraživači vjeruju da terapija ima potencijal promijeniti prognozu ljudi s paralizom čak i godinama nakon ozljede.

Otkriće „nudi novu perspektivu da kičmena moždina, čak i nakon teške ozljede, ima veliki potencijal za funkcionalni oporavak.“ Izvor fotografija: 123RF.com.

Muškarci, koji su bili paralizirani više od 2 godine, mogli su fleksirati nožne prste, gležnjeve i koljena koristeći električnu stimulaciju. Još veće poboljšanje kretanja pronađeno je kada su muškarci stimulaciju koristili u kombinaciji s fizičkom rehabilitacijom. Detalji o ovom revolucionarnom otkriću objavljeni su u časopisu Brain .

Otkriće "nudi novu perspektivu da kičmena moždina, čak i nakon teške ozljede, ima veliki potencijal za funkcionalni oporavak", rekla je glavna istražiteljica, dr. Sc. Sveučilište u Louisvilleu, istraživački centar za ozljede kralježnice u Kentuckyju (KSCIRC).

Kent Stephenson, druga osoba koja je podvrgnuta epiduralnoj stimulaciji leđne moždine, dobrovoljno podiže nogu dok je njegov stimulator aktivan. Fotografija ljubaznošću Sveučilišta u Louisvilleu.

Kako djeluje električna stimulacija

Električna stimulacija uključuje impulse električne energije koji se šalju niz kralježnicu kako bi oponašali signale koje mozak obično šalje kako bi pokrenuo kretanje. Električni impulsi isporučuju se putem stimulatora koji se kirurški postavlja na leđnu moždinu.

Rob Summers, koji je paraliziran ispod grudi, bio je prva osoba koja je imala koristi od ovog liječenja. Primio je električne impulse na leđnoj moždini neposredno ispod ozljede, dok je svakodnevno bio podvrgnut treningu u kojem su ga suspendirali u pojasu preko trake za trčanje dok su mu istraživači pomogli da stoji ili hoda. Na kraju je Rob mogao samostalno stajati do 4 minute. Sedam mjeseci suđenja Rob je ponovo stekao dobrovoljnu kontrolu nad nogama.

Svi su muškarci mogli sinkronizirati pokrete nogu, gležnja i nožnih prstiju u kombinaciji s vizualnim znakom uspona i pada vala prikazanim na ekranu računala, a troje od četvorice mogli su promijeniti silu kojom su se savijali nogu, ovisno o intenzitetu triju različitih slušnih znakova.

"Činjenica da je mozak u mogućnosti iskoristiti nekoliko preostalih veza, a zatim obraditi ove komplicirane vizualne, slušne i percepcijske informacije prilično je nevjerojatna. To nam govori da se informacije iz mozga nalaze na pravom mjestu leđne moždine, tako da osoba može, s prilično impresivnom točnošću, kontrolirati prirodu pokreta ", rekao je dr. Reggie Edgerton, odgovorni istraživač za razvoj ovog pristupa terapiji. Dr. Edgerton istaknuti je profesor integrativne biologije, fiziologije, neurobiologije i neurokirurgije na Sveučilištu Kalifornija u Los Angelesu.

Ostala poboljšanja zdravlja

Sva četvorica muškaraca mogla su samostalno podnijeti težinu, a također su pokazala i drugačija zdravstvena poboljšanja, poput povećane mišićne mase, manje umora i većeg osjećaja blagostanja. Rob je, na primjer, Rob počeo bolje kontrolirati krvni tlak, regulirati tjelesnu temperaturu, kontrolirati mjehur i seksualnu funkciju.

Istraživači proučavaju može li se epiduralna stimulacija pomoći ljudima s paralizom ruku i razvijaju tehnologiju za postizanje stimulacije kralježnice kroz kožu, a ne za kirurški implantaciju stimulatora. Pored toga, istraživači rade na unapređenju tehnologije električnih stimulatora kako bi se postigla veća kontrola kretanja kod osoba koje imaju paralizu.

Komentar
Autor dr. Narihito Nagoshi i Michael G Fehlings

U posljednje vrijeme mnogo se pozornosti usmjerilo na terapijske strategije za ozljede leđne moždine (SCI), uključujući transplantaciju stanica i / ili primjenu lijekova. Klinička ispitivanja neuronskih prekursorskih stanica za SCI već su izvedena ¹, kao i ispitivanja mezenhimskih matičnih stanica ¹ i lijekova poput natrijevih / glutamatnih antagonista ² i antibiotika minociklina ³ . U tom kontekstu, rad koji su Angeli i kolege predstavili u trenutnoj emisiji Brain predstavlja novu strategiju za liječenje SCI ⁴ . U njihovu su studiju upisana 4 pacijenta s kompletnim motoričkim SCI. Više od dvije godine je prošlo od SCI kod svih bolesnika, a razine ozljede kretale su se od C7 do T5. Jedinice za stimulaciju leđne moždine epiduralno su implantirane kirurški na razini T11 / 12. Iznenađujuće su sva 4 pacijenta s kroničnom potpunom paralizom ponovno postigla dobrovoljno kretanje nogu epiduralnom stimulacijom ubrzo nakon implantacije uređaja. Štoviše, pacijenti bi mogli aktivirati motoričko kretanje nogu prema vizualnim i slušnim znakovima. Ponavljajući stojeći i dobrovoljni treninzi korištenjem epiduralne stimulacije promiču veću generiranje sila i točnost pokreta mišića nogu.

Upečatljiva točka ove studije je da se terapijska strategija za SCI nije usredotočila na samo mjesto lezije, već ispod razine mjesta lezije na leđnoj moždini. U terapiji transplantacija stanica fokus je na zamjeni oštećenih neuronskih stanica i promicanju regeneracije i remielinacije aksona na i preko mjesta lezije. Međutim, rezultati ovog rada pokazuju novu strategiju aktiviranja pošteđenog kruga leđne moždine ispod razine ozljede epiduralnom stimulacijom, bez izravnog liječenja mjesta lezije. U lumbalnoj kralježnici je poznato da postoje centralni generatori uzorka (CPG) koji kontroliraju lokomotorno ponašanje stražnjih nogu ⁵, a epiduralna stimulacija u ovom radu mogla bi pridonijeti reaktivaciji CPG neuronskog kruga. Suprotno tome, ostaje mehanizam kojim se vidni i slušni ulazi spuštaju u kralježnični krug kroz jako poremećene aksone na mjestu lezije. Međutim, Courtine i njegovi kolege pokazali su da, bez ikakvog supraspinalnog unosa, mehanizmi učenja ovisni o upotrebi mogu promicati oporavak punog pokretanja teretne staze u težini modela glodavaca SCI ⁶ . Stoga bi stimulacija neuronskog kruga CPG u lumbalnoj kralježnici mogla biti nova terapijska meta za SCI.

Glavno ograničenje ovog rada je mali broj upisanih pacijenata. Iako su pacijenti relativno mladi (prosječno 26, 9 godina), prevalenca SCI ima tendenciju porasta u gerijatrijskih bolesnika ⁷, a ishode u ovoj skupini bolesnika potrebno je ispitati. Buduće studije će biti potrebne za istraživanje funkcionalnih učinaka epiduralne stimulacije i treninga u većim kliničkim ispitivanjima.

Pogledajte izvore

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

Nacionalni zavodi za zdravstvo. Spinalna stimulacija pomaže četvero pacijenata s paraplegijom povratiti dobrovoljno kretanje. http://www.nih.gov/news/health/apr2014/nibib-08.htm. Pristupljeno 8. travnja 2014.

University of Louisville. Četiri paraplegična muškarca dobrovoljno pomiču noge, 'neviđeni proboj' za zajednicu paralize. http://louisville.edu/medicine/news/four-paraplegic-men-voluntarily-move-their-legs-an-unprecedented-breakthrough-for-paralysis-community. Pristupljeno 8. travnja 2014.

Upućivanje na komentare
1. Tetzlaff W i sur. Sustavni pregled terapija staničnih transplantacija za ozljede leđne moždine. J Neurotrauma . 28: 1611-1682, doi: 10.1089 / neu.2009.1177 (2011).

2. Fehlings MG i sur. Riluzol za liječenje akutne traumatske ozljede leđne moždine: obrazloženje i dizajn kliničkog ispitivanja NACTN faze I. J Neurosurg kralježnice . 17: 151-156, doi: 10.3171 / 2012.4.AOSPINE1259 (2012).

3. Casha S i sur. Rezultati randomiziranog ispitivanja minociklina u fazi akutne ozljede leđne moždine faze II. Mozak 135: 1224-1236, doi: 10.1093 / brain / aws072aws072 [pii] (2012).

4. Angeli CA, Edgerton VR, Gerasimenko YP, Harkema SJ. Promjena ekscitabilnosti leđne moždine omogućava dobrovoljno kretanje nakon kronične potpune paralize kod ljudi. Mozak doi: awu038 [pii] 10.1093 / mozak / awu038 (2014).

5. Kiehn O. Lokomotorni krugovi u leđnoj moždini sisavca. Annu Rev Neurosci . 29: 279-306, doi: 10.1146 / annurev.neuro.29.051605.112910 (2006).

6. Courtine G i sur. Transformacija nefunkcionalnih kralježničkih krugova u funkcionalna stanja nakon gubitka unosa mozga. Nat Neurosci . 12: 1333-1342, doi: 10.1038 / nn.2401nn.2401 [pii] (2009).

7. Martin ND, et al. Točka inflacije smrtnosti za dob i akutne ozljede vratne kralježnice. J Trauma . 71: 380-385; rasprava 385-386, doi: 10.1097 / TA.0b013e318228221f00005373-201108000-00016 [pii] (2011).