Az elektromos stimuláció reményt nyújt súlyos gerincvelő-sérülteknek

Az elektromos stimuláció új reményt ad a súlyos gerincvelő-sérülésekkel küzdő emberek számára. Egy tanulmány kimutatta, hogy négy paraplegiában szenvedő fiatal férfi most már képes egyedül mozgatni a lábát a gerinc elektromos stimulálása révén. A kutatók úgy vélik, hogy a terápia még évekkel a sérülés után megváltoztathatja a bénulásban szenvedő emberek előrejelzését.

A felfedezés „új kilátást kínál arra, hogy a gerincvelőnek még súlyos sérülés után is nagy a lehetősége a funkcionális helyreállításra.” Fotóforrás: 123RF.com.

A férfiak, akik több mint két éve bénultak, elektromos stimulációval képesek voltak a lábujjuk, a boka és a térd hajlítására. A mozgás még nagyobb javulását tapasztaltuk, amikor a férfiak a stimulációt fizikai rehabilitációval kombinálva alkalmazták. Az úttörő felfedezés részleteit a Brain folyóiratban tették közzé.

A felfedezés „új kilátást kínál arra, hogy a gerincvelőnek még súlyos sérülése után is nagy a lehetősége a funkcionális helyreállításra” - mondta Claudia Angeli, a PhD vezető kutatója, a Frazier Rehab Intézet emberi mozgásszervi kutatóközpontjának vezető kutatója és egyetemi adjunktus. A Louisville-i Egyetem Kentucky gerincvelő-károsodás-kutató központja (KSCIRC).

Kent Stephenson, a gerincvelő epidurális stimulációjának második személye, önként felemeli a lábát, miközben stimulátora aktív. Fotó jóvoltából a Louisville University.

Hogyan működik az elektromos stimuláció?

Az elektromos stimuláció olyan villamos impulzusokat foglal magában, amelyeket a gerinc alatt továbbítanak, hogy utánozzák azokat a jeleket, amelyeket az agy általában a mozgás kezdeményezésére küld. Az elektromos impulzusokat stimulátoron keresztül továbbítják, amelyet sebészileg helyeznek a gerincvelőre.

Rob Summers, aki mellkasa alatt bénult, volt az első, aki részesült a kezelésből. A gerincvelőtől közvetlenül a sérülés alatt elektromos impulzusokat kapott, miközben napi edzésen ment keresztül, amelyben a hevedert felfüggesztették egy futópad felett, miközben a kutatók segítettek állni vagy járni. Végül Rob akár 4 percig is magában állhatott. A tárgyalás hét hónapja után Rob visszanyerte a lábának önkéntes ellenőrzését.

Minden ember képes volt a láb, a boka és a lábujj mozgásait szinkronizálni a számítógépes képernyőn megjelenő hullám növekedésének és esésének vizuális nyomával, és a négy közül három képes volt megváltoztatni azt az erőt, amelyen hajlítottak. a lábuk, három különböző hallójel intenzitásától függően.

„Az a tény, hogy az agy képes kihasználni a fennmaradó kevés kapcsolatot, majd feldolgozni ezt a bonyolult vizuális, halló és észlelési információt, nagyon elképesztő. Azt mondja nekünk, hogy az agyból származó információk a gerincvelő megfelelő helyére jutnak, hogy az ember meglehetősen lenyűgöző pontossággal ellenőrizze a mozgás jellegét ”- mondta V. Reggie Edgerton, PhD, a felelős kutató a terápia ezen megközelítésének fejlesztésére. Dr. Edgerton az integrált biológia, élettan, neurobiológia és idegsebészet tisztelt professzora a kaliforniai egyetemen, Los Angelesben.

Egyéb egészségügyi fejlesztések

Mind a négy ember képes volt magának viselni a saját súlyát, és egyéb egészségügyi javulásokat mutatott, például megnövekedett izomtömeget, kevesebb fáradtságot és nagyobb jólétet. Rob, például, Rob jobb vérnyomás-szabályozást, testhőmérsékleti szabályozást, húgyhólyag-szabályozást és szexuális funkciókat kezdett kezdeni.

A kutatók azt vizsgálják, hogy az epidurális stimuláció felhasználható-ea karok bénulását okozó emberek segítésére, és kidolgoznak egy technológiát, amely a gerinc stimulációjának a bőrön keresztül történő továbbítását szolgálja ahelyett, hogy a stimulátor műtéti beültetésére lenne szükség. Ezen felül a kutatók azon dolgoznak, hogy fejlesszék az elektromos stimulátor technológiáját, hogy elősegítsék a bénulásban szenvedők mozgásának jobb irányítását.

Kommentár
Írta: Drs. Narihito Nagoshi és Michael G Fehlings

A közelmúltban sok figyelmet fordítottak a gerincvelő károsodásának (SCI) terápiás stratégiáira, ideértve a sejtátültetést és / vagy a gyógyszer beadását. Az idegi prekurzor sejtek SCI-re vonatkozó klinikai vizsgálata már megtörtént ¹, csakúgy, mint a mezenchimális őssejtek ¹, valamint olyan gyógyszerek, mint a nátrium / glutamát antagonisták ² és a minociklin ³ antibiotikum vizsgálata. Ebben az összefüggésben Angeli és kollégái által a Brain jelenlegi számában bemutatott munka új stratégiát mutat be az SCI kezelésére ⁴ . Vizsgálatunkban 4 teljes motoros SCI-vel rendelkező beteget vettünk be. Több mint 2 év telt el az SCI óta minden betegnél, és a sérülések szintje a C7-től a T5-ig terjedt. Az epidurális gerincvelő stimulációs egységeket sebészetileg implantáltuk a T11 / 12 szintjén. Meglepő módon mind a négy krónikus teljes bénulásban szenvedő beteg röviddel az eszköz beültetése után visszatért a lábának önkéntes mozgásához az epidurális stimuláció révén. Ezenkívül a betegek a látás és hallás útmutatásainak megfelelően aktiválhatták a lábuk motoros mozgását. Az ismétlődő álló helyzet és az epidurális stimulációval végzett önkéntes edzés elősegítette a nagyobb erő előállítását és a lábizmok mozgásának pontosságát.

Ennek a tanulmánynak a legszembetűnőbb pontja az, hogy az SCI terápiás stratégiája nem magának a sérülési helynek, hanem a gerincvelő sérülési szintjének a középpontjában állt. A sejttranszplantációs terápia során a hangsúly a sérült idegsejtek cseréjére, valamint az axon regenerációjának és a reelinizáció elősegítésére a sérülés helyén és annak egészén. A munka eredményei azonban bemutatják egy új stratégiát, amellyel a megkímélött gerincvelő-áramkört a sérülés szintje alatt epidurális stimulációval aktiválják anélkül, hogy a lézió helyét közvetlenül kezelnék. A gerincvelőben a központi végtag-generátorok (CPG), amelyek szabályozzák a hátsó végtagok mozgásszervi viselkedését, ismertek ⁵, és az epidurális stimuláció e munkában hozzájárulhat a CPG idegi áramkörének újraaktiválásához. Ezzel szemben a megváltoztathatatlan marad a mechanizmus, amellyel a vizuális és hallásbeli bemenetek a gerinc áramlásába a sérülés helyén erősen zavart axonok révén süllyedtek. A Courtine és munkatársai azonban kimutatták, hogy bármilyen supraspinális bemenet hiányában a felhasználástól függő tanulási mechanizmusok elősegíthetik a teljes súlytartó futópad futásának helyreállítását az SCI ⁶ rágcsálómodelljében. Ezért a gerincvelő gerincvelőjében a CPG idegi áramkörének stimulálása új terápiás célpont lehet a SCI számára.

Ennek a munkának a fő korlátozása a bevont betegek kis száma. Noha a betegek viszonylag fiatalok (átlagosan 26, 9 év), a gerincvelő betegek körében az SCI prevalenciája általában növekszik ⁷, és ezen betegcsoport eredményeit meg kell vizsgálni. További vizsgálatokra lesz szükség az epidurális stimuláció funkcionális hatásainak vizsgálatához és a nagyobb klinikai vizsgálatok során történő kiképzéshez.

Források megtekintése

Angeli CA, Edgerton VR, Gerasimenko YP, Harkema SJ. Agy . 2014. doi: 10.1093 / brain / awu038.

Nemzeti Egészségügyi Intézetek. A gerinc stimuláció négy paraplegia betegnél segít visszanyerni az önkéntes mozgást. http://www.nih.gov/news/health/apr2014/nibib-08.htm. Hozzáférés időpontja: 2014. április 8.

A Louisville Egyetem. Négy paraplegikus ember önként mozgatja a lábát, ami „példátlan áttörés” a bénulás közösségének. http://louisville.edu/medicine/news/four-paraplegic-men-voluntarily-move-their-legs-an-unprecedented-breakthrough-for-paralysis-community. Hozzáférés időpontja: 2014. április 8.

Kommentári hivatkozások
1. Tetzlaff W, et al. A gerincvelő károsodása céljából végzett sejtátültetési kezelések szisztematikus áttekintése. J Neurotrauma . 28: 1611-1682, doi: 10.1089 / neu.2009.1177 (2011).

2. Fehlings MG, et al. Riluzol akut traumás gerincvelő-sérülés kezelésére: a NACTN I. fázisú klinikai vizsgálat indoklása és megtervezése. J Neurosurg gerinc . 17: 151-156, doi: 10.3171 / 2012.4.AOSPINE1259 (2012).

3. Casha S és munkatársai. A minociklin II fázisú, placebo-kontrollos randomizált vizsgálatának eredményei akut gerincvelő-károsodás esetén. Agy . 135: 1224-1236, doi: 10.1093 / brain / aws072aws072 [pii] (2012).

4. Angeli CA, Edgerton VR, Gerasimenko YP, Harkema SJ. A gerincvelő ingerlékenységének megváltoztatása lehetővé teszi az önkéntes mozgásokat az emberek krónikus teljes bénulása után. Agy . doi: awu038 [pii] 10.1093 / brain / awu038 (2014).

5. Kiehn O. Mozgásáramkörök az emlős gerincvelőjében. Annu Rev Neurosci . 29: 279-306, doi: 10.1146 / annurev.neuro.29.051605.112910 (2006).

6. Courtine G, et al. Nem funkcionális gerincáramlatok átalakulása funkcionális állapotokká az agybemenetek elvesztése után. Nat Neurosci . 12: 1333-1342, doi: 10.1038 / nn.2401nn.2401 [pii] (2009).

7. Martin ND et al. A halálozási inflációs pont életkor és akut nyaki gerincvelő-sérülés esetén. J Trauma . 71: 380-385; vita 385-386, doi: 10.1097 / TA.0b013e318228221f00005373-201108000-00016 [pii] (2011).