Tutkimus oli osoittanut toipumisen halvauksesta käyttämällä uutta neuroteknologian menetelmää
Kehomme nikamat ovat luita, jotka muodostavat selkärangan. Selkärankamme sisältää useita hermoja, jotka ulottuvat aivoistamme alaselkään. Meidän selkäydin on ryhmä hermoja ja niihin liittyviä kudoksia, joista tämä selkärangan nikama koostuu ja tarjoaa suojaa. Selkäydin vastaa viestien (signaalien) välittämisestä aivoista kehomme eri osiin ja päinvastoin. Tämän siirron ansiosta pystymme tuntemaan kipua tai liikuttamaan käsiämme ja jalkojamme. Selkäydinvamma on äärimmäisen vakava fyysinen trauma, kun selkäydin vaurioituu. Kun selkäydin saa vamman, osa aivoistamme tulevista impulsseista "epäonnistuu" toimitettaessa kehon eri osiin. Tämä johtaa täydelliseen tunteen, voiman ja liikkuvuuden menettämiseen missä tahansa vammakohdan alapuolella. Ja jos vamma tapahtuu lähellä niskaa, tämä johtaa halvaus koko suuressa osassa kehoa. Selkäytimen vamma on erittäin traumaattinen ja sillä on merkittävä vaikutus kärsivän jokapäiväiseen elämään ja aiheuttaa pysyviä fyysisiä, henkisiä ja emotionaalisia vaikutuksia.
Uusi lupaava tutkimus
Tällä hetkellä ei ole parannuskeinoa selkärangan vamman aiheuttamien vaurioiden korjaamiseen, koska se on peruuttamaton. Jotkut hoito- ja kuntoutusmuodot auttavat potilaita elämään hedelmällistä ja itsenäistä elämää. Paljon tutkimuksia on meneillään siinä toivossa, että jonain päivänä olisi mahdollista hoitaa selkäydinvammat kokonaan. Läpimurtotutkimuksessa tiedemiesryhmä Ecole Polytechnique Fédérale de Lausannesta ja Lausannen yliopistollisesta sairaalasta Sveitsistä on suunnitellut uudenlaisen terapian edistämään selkäydinvauriosta toipumista. Tämä STIMO-niminen tutkimus (STImulation Movement Overground) on julkaistu vuonna luonto1 ja Luonto Neuroscience2. Tiedemiehet väittävät, että heidän havaintonsa perustuvat ymmärrykseen, jonka he ovat saaneet analysoidessaan eläinmalleja vuosien tutkimuksen aikana.
Tutkijat pyrkivät jäljittelemään aivojen ja selkäytimen reaaliaikaista käyttäytymistä. Tähän tutkimukseen osallistui kolme halvaantuvaa, jotka olivat kärsineet kohdunkaulan selkäytimen vammoista ja olivat halvaantuneet useiden vuosien ajan (vähintään neljä). Kaikille oli tehty erilaisia kuntoutuksia ja vaikka vammapaikalla oli hermoyhteyksiä, he eivät saaneet liikettä. Käytyään läpi nykyisessä tutkimuksessa kuvatun uuden kuntoutusprotokollan he pystyivät kävelemään vain viikon sisällä kainalosauvojen tai kävelijän avulla, mikä osoitti, että he palasivat vapaaehtoisesti hallintaan vamman jälkeen halvaantuneista jalkalihaksista.
Tutkimukset saavuttivat tämän "hermosolujen kohdistetulla sähköstimulaatiolla" puutavaraisessa selkäytimessä sekä painoavusteisella terapialla. Selkäytimen sähköstimulaatio tehtiin erittäin tarkasti ja tämä teki tästä tutkimuksesta ainutlaatuisen. Stimulaatio oli kuin lyhyitä sähköiskuja, jotka vahvistaisivat signaaleja ja auttoivat halvaantuneiden osallistujien aivoja ja jalkoja kommunikoimaan paremmin. Tätä tarkoitusta varten selkäytimeen asetettiin implantit – elektrodijoukko (16 elektrodia pulssigeneraattoriin) – jolloin tutkijat pystyivät kohdistamaan erillisiä yksittäisiä lihaksia osallistujan jaloissa. Tämä implantti, tulitikkurasian kokoinen kone, oli alun perin suunniteltu lihaskipujen hoitoon. Oli teknisesti haastavaa pystyä implantoimaan tämä laite kirurgisesti tietyille alueille selkäytimessä. Näiden implanttien elektrodien eri konfiguraatiot aktivoivat selkäytimen kohdennettuja alueita ja matkivat signaaleja/viestejä, jotka piti toimittaa aivoihin, jotta ne pystyivät kävelemään. Sähköstimulaation ohella potilaiden piti myös "ajatella" jalkojensa liikuttamista herättääkseen lepotilassa olevat neuroniyhteydet.
koulutus
Osallistujilla oli tärkeää saada sähköstimulaation tarkka aika ja paikka tietyn liikkeen aikaansaamiseksi. Kohdennettuja sähköpulsseja toimitti langaton ohjausjärjestelmä. Osallistujien oli haastavaa mukauttaa ja hienosäätää koordinaatiota omien aivojensa kävelemistarkoituksen ja ulkoisen sähköstimulaation välillä. Kokeilu johti parempaan neurologiseen toimintaan ja antoi osallistujille mahdollisuuden harjoitella luonnollisesti maanpäällisiä kävelykykyjä laboratoriossa pidemmän aikaa. Viikon kuluttua kaikki kolme osallistujaa pääsivät kävelemään hands-freenä kohdistetulla sähköstimulaatiolla ja jollain kehonpainon tukijärjestelmällä yli kilometrin. He eivät kokeneet jalka-lihasväsymystä ja heidän askellajinsa oli tasaista, joten he pystyivät mukavasti osallistumaan pitkiin harjoituksiin.
Viiden kuukauden harjoittelun jälkeen kaikkien osallistujien vapaaehtoinen lihashallinta parani merkittävästi. Tällainen pitkä ja intensiivinen harjoitus katsottiin erittäin hyväksi plastisuuden ylläpitämiseen hyödyntämällä hermostomme luontaista kykyä "organisoida" hermosäikeitä ja uusien hermoyhteyksien kasvua. Pidempi harjoittelu johti parantuneeseen ja tasaiseen motoriseen toimintaan jopa sen jälkeen, kun ulkoiset sähköiset stimulaatiot oli sammutettu.
Aiemmat tutkimukset, joissa käytettiin empiirisiä lähestymistapoja, ovat olleet menestyksekkäitä, joissa harvat paraplegiset pystyivät ottamaan muutaman askeleen lyhyellä matkalla kävelyapuvälineiden avulla niin kauan kuin sähköstimulaatioita tarjotaan. Kun stimulaatiot poistettiin käytöstä, heidän entinen tilansa palasi, jolloin potilaat eivät voineet aktivoida mitään jalkaliikkeitä, mikä johtuu siitä, että potilaat eivät olleet "koulutettuja tarpeeksi". Ainutlaatuinen näkökohta nykyisessä tutkimuksessa on, että neurologisten toimintojen havaittiin säilyvän jopa harjoittelun päätyttyä ja sähköstimulaatio sammutettiin, vaikka osallistujat kävelivät paljon paremmin, kun stimulaatiot olivat päällä. Tämä harjoitushoito saattoi auttaa rakentamaan uudelleen ja vahvistamaan aivojen ja selkäytimen välisiä hermoyhteyksiä, jotka olivat tulleet toimimattomiksi vamman seurauksena. Tiedemiehet olivat iloisia ihmisen hermoston odottamattomasta reaktiosta kokeeseensa.
Tämä on läpimurtotutkimus potilaille, jotka ovat kärsineet erilaisista kroonisista selkäydinvammoista, ja on syntynyt toivo, että he voivat toipua oikealla harjoittelulla. Tämän tutkimuksen tekijöiden perustama start-up-yritys nimeltä GTX medical aikoo suunnitella ja kehittää räätälöityjä neuroteknologia joita voidaan käyttää kuntoutukseen terveydenhuoltojärjestelmässä. Tällaista tekniikkaa tulee myös testata paljon aikaisemmin, eli välittömästi vamman jälkeen, kun palautumispotentiaali on paljon suurempi, koska kehon hermo-lihasjärjestelmä ei ole kokenut täydellistä krooniseen halvaukseen liittyvää surkastumista.
***
{Voit lukea alkuperäisen tutkimuspaperin napsauttamalla alla olevaa DOI-linkkiä lainattujen lähteiden luettelossa}
Lähteet)
1. Wagner FB et al 2018. Kohdennettu neuroteknologia palauttaa kävelemisen selkäydinvammaisille ihmisille. Luonto. 563(7729). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0649-2
2. Asboth L et ai. 2018. Cortico-reticulo-selkäydinkierron uudelleenjärjestely mahdollistaa toiminnallisen palautumisen vakavan selkäydinruhjeen jälkeen. Luonnon neurotiede. 21(4). https://doi.org/10.1038/s41593-018-0093-5
***
