Uszkodzenie rdzenia kręgowego może doprowadzić do całkowitego porażenia kończyn dolnych. Nowoczesne badanie, przeprowadzone przez grupę naukowców ze szwajcarskiej Politechniki Federalnej w Lozannie (EPFL) oraz tamtejszego szpitala uniwersyteckiego (CHUV), udowodniło, że elektryczna stymulacja lędźwiowego odcinka rdzenia kręgowego, wraz ze specjalistyczną rehabilitacją, umożliwia ponowną naukę chodzenia osobom, które w wyniku urazu kręgosłupa cierpią na znaczne deficyty motoryczne kończyn dolnych bądź całkowite ich porażenie.
W tym badaniu wykorzystano generator impulsów elektrycznych, który wszczepiono w lędźwiowo-krzyżowym odcinku rdzenia kręgowego sparaliżowanych osób. Wyzwalał on sygnały w czasie, który zbiegał się z zamierzonym ruchem mięśni badanych. Dzięki zamieszczonym nad rdzeniem elektrodom, dokonywano precyzyjnej stymulacji określonych nerwów, odpowiadających za poszczególne grupy mięśni nóg. Wybrane konfiguracje elektrod aktywowały określone obszary rdzenia kręgowego, naśladując naturalne sygnały nerwowe generowane przez mózg w pełni sprawnych osób, podczas wykonywania czynności motorycznych.
“Dokładny czas i miejsce stymulacji elektrycznej mają kluczowe znaczenie w prawidłowej zdolności pacjenta do wykonywania określonego, zamierzonego ruchu (…). Nasze odkrycia opierają się na dogłębnym zbadaniu podstawowych mechanizmów, które udało nam się zrozumieć i opisać podczas wieloletnich badań nad modelami zwierzęcymi. Dzięki temu mogliśmy odtworzyć to, w jaki sposób mózg naturalnie aktywuje rdzeń kręgowy.” – dr Grégoire Courtine, współautor badania
Trzej pacjenci badani w tym doświadczeniu cztery lata wcześniej zostali sparaliżowani w wyniku urazu rdzenia kręgowego. Ich długotrwała rehabilitacja nie przynosiła oczekiwanych rezultatów. Wykazywali oni poważne ograniczenia ruchu kończyn dolnych, jak również całkowite ich porażenie. Dla nich nauka sposobu, w jaki skoordynować zamiar o określonym ruchu mięśni nóg, z wszczepioną im stymulacją elektryczną była ogromnym wyzwaniem, ale nie był to proces rozległy w czasie.
“Wszyscy trzej uczestnicy badania byli w stanie chodzić już po jednym tygodniu od wszczepienia elektrod, a dowolna kontrola mięśni uległa znacznej poprawie w ciągu pięciu miesięcy od rozpoczęcia badania. Ludzki układ nerwowy zareagował znacznie lepiej, niż się tego spodziewaliśmy.” – dr Grégoire Courtine, współautor badania
Nowoczesna rehabilitacja przywracania sprawności sparaliżowanym osobom po urazie rdzenia kręgowego, którym wszczepiono elektrody stymulujące odpowiedź mięśni na sygnał wysyłany z mózgu, umożliwia im ponowną naukę chodzenia. Pacjenci byli w stanie pokonać odległość około jednego kilometra samodzielnie, bez użycia rąk do podpierania się. Co więcej, wielogodzinna rehabilitacja nie powodowała zmęczenia mięśni, dzięki czemu możliwe długotrwałe sesje treningowe wyzwoliły wewnętrzną zdolność układu nerwowego do reorganizacji włókien nerwowych, co doprowadziło do znacznej poprawy funkcji motorycznych, nawet w momencie, gdy stymulacja elektryczna była nieaktywna.
Wyniki tego przełomowego doświadczenia, zostaną wykorzystane i wdrożone w ogólnodostępne leczenie sparaliżowanych osób na całym świecie. Obecnie trwają kolejne badania nad wykorzystaniem neurotechnologii w przywracaniu sprawności pacjentom w krótkim odstępie czasu od wystąpienia urazu rdzenia kręgowego, czyli w momencie, gdy szanse na powrót do pełnej sprawności są znacznie wyższe. W tym przypadku stymulacja elektrodowa może przynieść szybszy efekt, ponieważ w krótkim czasie od przerwania ciągłości rdzenia kręgowego układ nerwowo-mięśniowy nie ulega jeszcze znacznemu zanikowi (atrofii).
