Undersøgelse havde vist bedring fra lammelse ved hjælp af en ny neuroteknologisk metode
Ryghvirvlerne i vores krop er knogler, som udgør rygsøjlen. Vores rygsøjle indeholder flere nerver, som strækker sig fra vores hjerne og ned til lænden. Vores rygrad er en gruppe af nerver og beslægtet væv, som denne hvirvel i rygsøjlen består af og giver beskyttelse til. Rygmarven er ansvarlig for at sende beskeder (signaler) fra hjernen til forskellige dele af vores krop og omvendt. På grund af denne overførsel er vi i stand til at føle smerte eller bevæge vores hænder og ben. En rygmarvsskade er et ekstremt alvorligt fysisk traume, når der opstår skader på rygmarven. Når rygmarven pådrager sig en skade, "svigter" nogle af impulserne fra vores hjerne til at blive leveret til forskellige dele af kroppen. Dette resulterer i fuldstændigt tab af følelse, styrke og mobilitet overalt under skadesstedet. Og hvis skaden opstår tæt på halsen, resulterer det i lammelse gennem store dele af kroppen. Skader i rygmarven er meget traumatisk og har en betydelig indvirkning på den syges daglige liv med varige fysiske, mentale og følelsesmæssige effekter.
Ny lovende undersøgelse
I øjeblikket er der ingen kur til at reparere skader forårsaget af en rygmarvsskade, da den er irreversibel. Nogle former for behandling og rehabilitering hjælper patienter til at leve et frugtbart og selvstændigt liv. Der er meget forskning i gang med håbet om, at det en dag ville være muligt at fuldstændig behandle rygmarvsskader. I en banebrydende undersøgelse har et team af forskere fra Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne og Lausanne Universitetshospital i Schweiz designet en ny terapi for at fremme bedring efter rygmarvsskade. Denne undersøgelse kaldet STIMO (STImulation Movement Overground) er blevet offentliggjort i Natur1 og Nature Neuroscience2. Forskere siger, at deres resultater er baseret på den forståelse, de har opnået ved at analysere dyremodeller gennem mange års forskning.
Forskere havde til formål at efterligne realtidsadfærd af hjerne og rygmarv. Deltagerne i denne undersøgelse var tre paraplegikere, der havde fået cervikale rygmarvsskader og havde været lammet i mange år (minimum fire). Alle havde gennemgået forskellige genoptræninger, og selvom der var neurale forbindelser på skadestedet, fik de ikke bevægelse. Efter at have gennemgået den nye genoptræningsprotokol beskrevet i den aktuelle undersøgelse, var de i stand til at gå kun inden for en uges tid ved hjælp af krykker eller rollator, hvilket viste, at de genvandt frivillig kontrol over benmusklerne, som var lammet efter at de pådrog sig skade.
Forskere opnåede dette ved 'målrettet elektrisk stimulering af nerveceller' i tømmerrygmarven sammen med vægtassisteret terapi. Den elektriske stimulering af rygmarven blev udført med meget høje niveauer af præcision, og dette gjorde denne undersøgelse unik. Stimuleringen var som korte elektriske stød, der ville forstærke signaler og hjælpe lammede deltageres hjerne og ben med at kommunikere bedre. Til dette formål blev implantater - række af elektroder (16 elektroder på en pulsgenerator) - placeret på rygmarven, så forskerne kan målrette forskellige individuelle muskler i deltagerens ben. Dette implantat, en maskine på størrelse med en tændstikæske, var oprindeligt designet til muskelsmerter. Det var teknologisk udfordrende at kunne kirurgisk implantere denne enhed på specifikke områder i rygmarven. Forskellige konfigurationer af disse elektroder i implantaterne aktiverede målrettede områder af rygmarven og efterlignede signaler/beskeder, som skulle leveres til hjernen for at kunne gå. Udover elektrisk stimulering skulle patienterne også selv "tænke" på at bevæge deres ben for at vække eventuelle slumrende neuronforbindelser.
Kurser
Det var vigtigt for deltagerne at have en præcis tid og placering af den elektriske stimulation for at frembringe en bestemt bevægelse. Målrettede impulser af elektricitet blev leveret af et trådløst kontrolsystem. Det var udfordrende for deltagerne at tilpasse og finjustere koordinationen mellem deres egen hjernes 'intention' om at gå og den eksterne elektriske stimulation. Eksperimentet førte til bedre neurologisk funktion og gav deltagerne mulighed for naturligt at træne overjordiske gangevner i laboratoriet i en længere periode. Efter en uge var alle tre deltagere i stand til at gå håndfrit ved hjælp af målrettet elektrisk stimulation og noget kropsvægtstøttesystem i over en kilometer. De oplevede ikke træthed i ben og muskler, og deres trinkvalitet var ensartet, så de var behageligt i stand til at deltage i lange træningssessioner.
Efter fem måneders træning blev frivillig muskelkontrol hos alle deltagere væsentligt forbedret. En sådan lang og høj intensitet træningssession blev set som meget god til at bevare plasticiteten ved at udnytte vores nervesystems iboende evne til at 'reorganisere' nervefibre og vækst af nye nerveforbindelser. Længere træning førte til forbedret og ensartet motorisk funktion, selv efter at eksterne elektriske stimuleringer blev slået fra.
Tidligere undersøgelser, der brugte empiriske tilgange, har været succesfulde, hvor få paraplegikere var i stand til at tage få skridt over en kort afstand ved hjælp af ganghjælpemidler, så længe der blev givet elektriske stimulationer. Når stimulationerne blev slået fra, vendte deres tidligere tilstand tilbage, hvor patienterne ikke kunne aktivere nogen benbevægelser, og det skyldes, at patienterne ikke var 'trænet nok'. Et unikt aspekt af den nuværende undersøgelse er, at neurologiske funktioner blev set at vare ved, selv efter træningen var afsluttet, og elektrisk stimulation blev slået fra, selvom deltagerne gik meget bedre, når stimulationerne var aktiveret. Denne træningsbehandling kunne have været med til at genopbygge og styrke neurale forbindelser mellem hjerne og rygmarv, som var blevet ufunktionelle som følge af en skade. Forskere var henrykte over den uventede reaktion fra det menneskelige nervesystem på deres eksperiment.
Dette er en banebrydende forskning for patienter, der har pådraget sig forskellige typer af kroniske rygmarvsskader, og der er skabt et håb om, at de med den rette træning kan komme sig. Opstartsvirksomhed ved navn GTX Medical, som er medstiftet af forfatterne til denne undersøgelse, søger at designe og udvikle skræddersyet neurotechnology som kan bruges til at yde rehabilitering indenfor sundhedsvæsenet. En sådan teknologi skal også testes meget tidligere, dvs. umiddelbart efter skaden, når restitutionspotentialet er meget højere, da kroppens neuromuskulære system ikke har oplevet fuldstændig atrofi forbundet med kronisk lammelse.
***
Kilde (r)
1. Wagner FB et al 2018. Målrettet neuroteknologi genopretter gang hos mennesker med rygmarvsskade. Natur. 563 (7729). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0649-2
2. Asboth L et al. 2018. Reorganisering af cortico-reticulo-spinalkredsløbet muliggør funktionel restitution efter alvorlig rygmarvskontusion. Naturens neurovidenskab. 21(4). https://doi.org/10.1038/s41593-018-0093-5
***
Kommentarer er lukket.