Trije paraplegiki, ki so pred leti utrpeli težje poškodbe vratne hrbtenice, lahko sedaj hodijo s pomočjo palice ali hodulje, zahvaljujoč novim metodam rehabilitacije, ki vključujejo ciljano stimulacijo hrbtenjače s pomočjo električnih impulzov in vaje z uporabo pomagal za razbremenitev telesne mase.

Rezultat najnovejše klinične študije z imenom STIMO (kratica za STImulation Movement Overground) je nova metoda terapevtskega zdravljenja, katere cilj je pospešiti okrevanje po poškodbi hrbtenjače. Vsem pacientom, ki so sodelovali v tej klinični študiji, je s svojo voljo uspelo ponovno vzpostaviti kontrolo nad mišicami v nogah, ki so bile vrsto let paralizirane. Za razliko od dveh neodvisnih študij, ki temeljita na podobnem konceptu in katerih rezultati so bili nedavno objavljeni v ZDA, je pacientom, ki so sodelovali v tej študiji, uspelo ohraniti nevrološko funkcijo, tudi ko niso več prejemali stimulacije s pomočjo električnih impulzov. Rezultati klinične študije STIMO, do katerih sta prišla Inštitut za tehnologijo (EPFL) in Univerzitetna bolnišnica v Lausannu (CHUV), so bili objavljeni 1. novembra 2018 v znanstvenih publikacijah Nature in Nature Neuroscience.

„Naše ugotovitve temeljijo na poglobljenem razumevanju osnovnih mehanizmov, do katerega smo prišli s pomočjo dolgoletnih raziskav na živalih. Zahvaljujoč temu smo uspeli v realnem času oponašati komunikacijo, s katero možgani po naravni poti pošiljajo impulze skozi hrbtenjačo,” pojasnjuje Grégoire Courtine, nevroznanstvenik z Inštituta za tehnologijo v Lausannu.

„Vsi pacienti so v roku tedna dni shodili s pomočjo pomagal za razbremenitev telesne mase. Takoj mi je bilo jasno, da smo na dobri poti,” dodaja nevrokirurginja z Univerzitetne bolnišnice v Lausannu Jocelyne Bloch, ki je pacientom kirurško vgradila vsadke.

„Čas in lokacija, na katero se usmerjajo električni impulzi, sta ključnega pomena, da lahko pacient s svojo voljo naredi premik. Poleg tega ravno ujemanje časovnih in lokacijskih parametrov spodbuja ustvarjanje novih nevroloških povezav,” poudarja Courtine.

V okviru te klinične študije je bila dosežena do sedaj najbolj natančna električna stimulacija hrbtenjače. „Ciljana stimulacija mora biti natančna kot švicarska ura. Naša metoda poteka tako, da se pacientom vzdolž hrbtenjače vgradijo elektrode, ki nam omogočajo, da ciljano stimuliramo posamezne skupine mišic v nogah,” pojasnjuje Bloch. „Izbrane konfiguracije elektrod aktivirajo določena področja hrbtenjače in pri tem oponašajo signale, ki bi jih pošiljali možgani za premikanje spodnjih udov.”

Pacientom je največji izziv predstavljalo učenje, kako uskladiti namen, da premaknejo spodnje ude, ki prihaja iz možganov, z usmerjeno električno stimulacijo. Vendar so ta izziv hitro obvladali. “Vsi trije udeleženci te znanstvene študije so lahko hodili s pomočjo pomagal za razbremenitev telesne mase po zgolj tednu dni kalibriranja sistema, po petih mesecih vaj pa se je zavedna kontrola mišic drastično povečala,” pojasnjuje Courtine. „Živčni sistem ljudi se je na terapijo odzval veliko temeljiteje od naših pričakovanj.”

Priložnost, da možgani pomagajo samim sebi

Novi protokoli rehabilitacije, ki temeljijo na tej strogo usmerjeni nevrotehnologiji, vodijo do izboljšane nevrološke funkcije, ker udeležencem omogočajo, da v laboratoriju daljše časovno obdobje aktivno vadijo hojo po tleh, za razliko od pasivne vadbe, kot je recimo korakanje s pomočjo zunanjega skeleta.

Vsi trije pacienti so v času posamezne terapije lahko prehodili več kot en kilometer, ne da bi se pri tem držali z rokami, temveč zgolj s pomočjo usmerjene električne stimulacije in inteligentnih pomagal za razbremenitev telesne mase. Pomembno je poudariti, da v času vaj ni prihajalo do utrujenosti mišic v nogah, zato se kakovost korakov ni poslabšala. Daljše in intenzivnejše izvajanje vaj se je izkazalo za ključni dejavnik pri spodbujanju funkcije nevroplastičnosti, tj. sposobnosti živčnega sistema za reorganizacijo živčnih vlaken. Rezultat so izboljšane motorične funkcije, celo brez električne stimulacije.

Pri prejšnjih kliničnih študijah z bolj empiričnim pristopom, kot je npr. neprestana električna stimulacija, se je izkazalo, da so nekateri paraplegiki sicer lahko naredili nekaj korakov s pomočjo različnih pomagal in električne stimulacije, vendar jim je uspelo premagati zgolj krajše razdalje in še to samo, dokler so prejemali električne dražljaje. Čim so dražljaji prenehali, so se pacienti vrnili v stanje, v katerem so bili, tj. bili so enako paralizirani in ponovno niso mogli premakniti spodnjih udov.

Naslednji koraki

Startup z imenom GTX medical, ki sta ga skupaj osnovala Courtine in Bloch, bo na podlagi teh rezultatov razvil prilagojeno nevrotehnologijo, s ciljem, da to metodo rehabilitacije uvede v bolnišnice in klinike po vsem svetu. „Ustvarjamo nevrotehnologijo nove generacije in testirali jo bomo v zgodnjih fazah po poškodbi, ko je potencial za okrevanje velik, nevromišični sistem pa še ni doživel atrofije, kateri sledi kronična paraliza. Naš cilj je, da ustvarimo obliko terapevtskega zdravljenja, ki je dostopna vsem,” dodaja Courtine.

Podpora fundacije Wings for Life

Klinično študijo STIMO od samega začetka podpira mednarodna neprofitna fundacija Wings for Life, ki se ukvarja z raziskovanjem hrbtenjače. Ta študija je samo eden od uspehov pomembnega posla te fundacije. Vsa sredstva, zbrana z globalnim tekom Wings for Life World Run v preteklih petih letih, so se tako oplemenitila na najboljši možen način. Vendar je to šele začetek, saj tako tek kot fundacija s svojim delom ne bosta prenehali, dokler poškodbe hrbtenjače ne bodo enkrat za vselej postale ozdravljive.

Šesta izvedba teka Wings for Life World Run bo potekala v nedeljo, 5. maja 2019, po vsem svetu, sto odstotkov zbranih startnin in donacij pa bo namenjenih fundaciji Wings for Life, ki poleg klinične študije STIMO financira še na desetine najsodobnejših kliničnih raziskav.

Reference:

Targeted neurotechnology restores walking in humans with spinal cord injury, Nature, 1. november 2018, https://doi.org/10.1038/s41586-018-0649-2

Electrical spinal cord stimulation must preserve proprioception to enable locomotion in humans with spinal cord injury, Nature Neuroscience, 1. november 2018, https://doi.org/10.1038/s41593-018-0262-6

Kontakt za medije
Inštitut za tehnologijo (EPFL), +41 21 693 22 22, press@epfl.ch
Univerzitetna bolnišnica v Lausannu (CHUV), +41 79 556 60 00, medias@chuv.ch

Sponzorirana vsebina