Ang pag-aaral ay nagpakita ng pagbawi mula sa paralisis gamit ang isang nobelang pamamaraan ng neurotechnology
Ang vertebrae sa ating katawan ay mga buto na bumubuo sa gulugod. Ang aming gulugod ay naglalaman ng ilang mga nerbiyos na umaabot mula sa aming utak pababa hanggang sa ibabang likod. Ang aming gulugod ay isang pangkat ng mga nerbiyos at kaugnay na tissue kung saan binubuo ang vertebra ng gulugod at nagbibigay ng proteksyon sa. Ang spinal cord ay responsable para sa pagpapadala ng mga mensahe (mga signal) mula sa utak patungo sa iba't ibang bahagi ng ating katawan at vice versa. Dahil sa transmission na ito ay nagagawa nating makaramdam ng sakit o igalaw ang ating mga kamay at binti. Ang pinsala sa spinal cord ay isang matinding pisikal na trauma kapag ang pinsala ay sanhi ng spinal cord. Kapag ang spinal cord ay nagkaroon ng pinsala, ang ilan sa mga impulses mula sa ating utak ay "nabibigo" na maihatid sa iba't ibang bahagi ng katawan. Nagreresulta ito sa kumpletong pagkawala ng sensasyon, lakas at kadaliang kumilos kahit saan sa ibaba ng lokasyon ng pinsala. At kung ang pinsala ay nangyari malapit sa leeg, ito ay nagreresulta sa pagkalumpo sa buong malaking bahagi ng katawan. Ang pinsala sa spinal cord ay lubhang nakaka-trauma at may malaking epekto sa pang-araw-araw na buhay ng nagdurusa na nagdudulot ng pangmatagalang pisikal, mental at emosyonal na mga epekto.
Bagong promising na pag-aaral
Sa kasalukuyan ay walang lunas upang ayusin ang pinsalang dulot ng pinsala sa gulugod dahil ito ay hindi na maibabalik. Ang ilang paraan ng paggamot at rehabilitasyon ay tumutulong sa mga pasyente na mamuhay ng mabunga at malayang buhay. Maraming pananaliksik ang patuloy na may pag-asa na balang araw ay magiging posible na ganap na gamutin ang mga pinsala sa spinal cord. Sa isang pambihirang pag-aaral, isang pangkat ng mga siyentipiko mula sa Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne at Lausanne University Hospital sa Switzerland, ay nagdisenyo ng isang nobelang therapy upang isulong ang paggaling mula sa pinsala sa spinal cord. Ang pag-aaral na ito na tinatawag na STIMO (STImulation Movement Overground) ay nai-publish sa Kalikasan1 at Nature Neuroscience2. Sinasabi ng mga siyentipiko na ang kanilang mga natuklasan ay batay sa pag-unawa na kanilang nakuha sa pagsusuri ng mga modelo ng hayop sa mga taon ng pananaliksik.
Nilalayon ng mga siyentipiko na gayahin ang totoong oras na pag-uugali ng utak at spinal cord. Ang mga kalahok sa pag-aaral na ito ay tatlong paraplegics na dumanas ng mga pinsala sa cervical spinal cord at naparalisa sa loob ng maraming taon (minimum na apat). Lahat ay sumailalim sa iba't ibang mga rehabilitasyon at kahit na may mga koneksyon sa neural sa lugar ng pinsala, hindi sila nakakuha ng paggalaw. Matapos sumailalim sa bagong protocol ng rehabilitasyon na inilarawan sa kasalukuyang pag-aaral, nakalakad sila sa loob lamang ng isang linggo sa tulong ng mga saklay o walker na nagpapakita na nakabawi sila ng boluntaryong kontrol sa mga kalamnan ng binti na naparalisa pagkatapos nilang magtamo ng pinsala.
Nakamit ito ng mga pananaliksik sa pamamagitan ng 'naka-target na electrical stimulation ng nerve cells' sa lumber spinal cord kasama ng weight-assisted therapy. Ang electrical stimulation ng spinal cord ay ginawa nang may napakataas na antas ng katumpakan at ginawa nitong kakaiba ang pag-aaral na ito. Ang pagpapasigla ay parang mga maikling electric jolts na magpapalakas ng mga signal at makakatulong sa utak at mga binti ng mga paralisadong kalahok na makipag-usap nang mas mahusay. Para sa layuning ito, ang mga implant - hanay ng mga electrodes (16 electrodes papunta sa isang pulse generator) - ay inilagay sa spinal cord na nagpapahintulot sa mga mananaliksik na i-target ang mga natatanging indibidwal na kalamnan sa mga binti ng kalahok. Ang implant na ito, isang makina na kasing laki ng isang kahon ng posporo ay orihinal na idinisenyo para sa pamamahala ng pananakit ng kalamnan. Mahirap sa teknolohikal na ma-implant ang device na ito sa pamamagitan ng operasyon sa mga partikular na rehiyon sa spinal cord. Ang iba't ibang mga pagsasaayos ng mga electrodes na ito sa mga implant ay nag-activate ng mga naka-target na rehiyon ng spinal cord at ginagaya ang mga signal/mensahe na kailangang maihatid sa utak upang makalakad. Sa tabi ng electrical stimulation, kinailangan din ng mga pasyente sa kanilang sariling 'mag-isip' tungkol sa paggalaw ng kanilang mga binti upang magising ang anumang natutulog na koneksyon sa neuron.
Pagsasanay
Mahalaga para sa mga kalahok na magkaroon ng isang tiyak na oras at lokasyon ng electrical stimulation upang makagawa ng isang partikular na paggalaw. Ang mga naka-target na pulso ng kuryente ay inihatid ng isang wireless control system. Mahirap para sa mga kalahok na iakma at i-finetune ang koordinasyon sa pagitan ng 'intensiyon' ng sarili nilang utak na maglakad at ang panlabas na electrical stimulation. Ang eksperimento ay humantong sa mas mahusay na neurological function at pinahintulutan ang mga kalahok na natural na sanayin ang mga kakayahan sa paglalakad sa ibabaw ng lupa sa laboratoryo para sa isang pinalawig na tagal ng panahon. Pagkatapos ng isang linggo, lahat ng tatlong kalahok ay nakapaglakad nang hands-free sa tulong ng naka-target na electrical stimulation at ilang body-weight support system sa loob ng mahigit isang kilometro. Hindi sila nakaranas ng pagkapagod sa kalamnan ng binti at pare-pareho ang kalidad ng kanilang paghakbang kaya kumportable silang nakasali sa mahahabang sesyon ng pagsasanay.
Pagkatapos ng limang buwan ng pagsasanay, ang boluntaryong pagkontrol sa kalamnan ng lahat ng kalahok ay makabuluhang bumuti. Ang gayong mahaba at mataas na intensity na sesyon ng pagsasanay ay nakitang napakahusay para sa pagpapanatili ng plasticity sa pamamagitan ng paggamit ng likas na kakayahan ng ating nervous system na 'muling ayusin' ang mga nerve fibers at paglaki ng mga bagong koneksyon sa nerve. Ang mas mahabang pagsasanay ay humantong sa pinabuting at pare-parehong paggana ng motor kahit na pagkatapos ay naka-off ang mga panlabas na electrical stimulation.
Ang mga nakaraang pag-aaral na gumamit ng mga empirical approach ay naging matagumpay kung saan ang ilang paraplegics ay nakagawa ng ilang hakbang sa isang maikling distansya sa tulong ng mga tulong sa paglalakad hangga't ang mga electrical stimulation ay ibinigay. Kapag pinatay ang mga pagpapasigla, bumalik ang dati nilang estado kung saan hindi ma-activate ng mga pasyente ang anumang paggalaw ng paa at ito ay dahil hindi 'sapat na sinanay' ang mga pasyente. Ang isang natatanging aspeto ng kasalukuyang pag-aaral ay ang mga neurological function ay nakitang nagpapatuloy kahit na matapos ang pagsasanay at ang electrical stimulation ay naka-off kahit na ang mga kalahok ay lumakad nang mas mahusay kapag ang mga stimulation ay naka-on. Ang paggamot sa pagsasanay na ito ay maaaring nakatulong upang muling buuin at palakasin ang mga koneksyon sa neural sa pagitan ng utak at spinal cord na naging hindi gumagana bilang resulta ng pinsala. Natuwa ang mga siyentipiko sa hindi inaasahang tugon ng sistema ng nerbiyos ng tao sa kanilang eksperimento.
Ito ay isang pambihirang pananaliksik para sa mga pasyente na nakaranas ng iba't ibang uri ng talamak na pinsala sa spinal cord at isang pag-asa ay nabuo na sa tamang pagsasanay ay maaari silang gumaling. Ang panimulang kumpanya na tinatawag na GTX medikal na itinatag ng mga may-akda ng pag-aaral na ito ay naghahanap upang magdisenyo at bumuo ng iniayon neuroteknolohiya na maaaring magamit upang magbigay ng rehabilitasyon sa loob ng sistema ng pangangalagang pangkalusugan. Ang ganitong teknolohiya ay dapat ding masuri nang mas maaga, ibig sabihin, kaagad pagkatapos ng pinsala kapag ang potensyal sa pagbawi ay mas mataas dahil ang neuromuscular system ng katawan ay hindi nakaranas ng kumpletong pagkasayang na nauugnay sa talamak na paralisis.
***
{Maaari mong basahin ang orihinal na papel ng pananaliksik sa pamamagitan ng pag-click sa link ng DOI na ibinigay sa ibaba sa listahan ng (mga) binanggit na pinagmulan}
Pinagmulan (s)
1. Wagner FB et al 2018. Ang naka-target na neurotechnology ay nagpapanumbalik ng paglalakad sa mga tao na may pinsala sa spinal cord. Kalikasan. 563(7729). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0649-2
2. Asboth L et al. 2018. Ang Cortico–reticulo–spinal circuit reorganization ay nagbibigay-daan sa functional recovery pagkatapos ng matinding spinal cord contusion. Kalikasan Neuroscience. 21(4). https://doi.org/10.1038/s41593-018-0093-5
***
