Studiuesit kanë kryer eksperimente ku minjtë janë trajnuar për të dërguar sinjale nga truri i tyre në rrugë alternative drejt gjymtyrëve të paralizuara.

Një zbulim i ri në rehabilitimin e suksesshëm të minjve laboratorikë me lëndime të shtyllës kurrizore ofron shpresë afatgjatë për rezultate të ngjashme me njerëzit.

Shkencëtarët në Zvicër, duke përdorur rehabilitimin e ndihmuar nga robotët dhe stimulimin elektrokimik të palcës kurrizore, kanë ndihmuar minjtë me lëndime klinikisht të rëndësishme të shtyllës kurrizore për të rimarrë kontrollin e gjymtyrëve të tyre të paralizuara.

Studiuesit donin të dinin se si komandat e trurit për funksione të tilla si ecja ose ngjitja e shkallëve anashkalojnë dëmtimin dhe ende arrijnë në palcën kurrizore për të kryer detyra të tilla komplekse.

Këta shkencëtarë, në Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (Instituti Federal Zviceran i Teknologjisë), ose EPFL, thonë se kanë vërejtur për herë të parë se truri ridrejton komandat motorike specifike të detyrave përmes rrugëve alternative që kanë origjinën në trungun e trurit dhe projektojnë në shtyllën kurrizore. kordonin.

Trajtimi terapeutik shkakton rritjen e lidhjeve të reja nga korteksi motorik në trungun e trurit dhe nga truri në palcën kurrizore.

Kjo sekuencë rilidh trurin me palcën kurrizore – poshtë lëndimit.

Grégoire Courtine, PhD, hetuesi kryesor dhe Léonie Asboth, një studente doktorature në EPFL, botuan gjetjet muajin e kaluar në revistën Nature Neuroscience.

Courtine është një profesor i asociuar në EPFL ku ai mban karrigen e Fondacionit Ndërkombëtar Paraplegjik në riparimin e palcës kurrizore në Qendrën për Neuroprotetikë dhe Institutin e Mendjes së Trurit.

“Truri zhvillon lidhje të reja anatomike përmes rajoneve të sistemit nervor që janë ende të paprekura pas lëndimit,” tha Courtine në një. njoftim për lajme në faqen e internetit të EPFL. “Truri në thelb rilidh qarqet nga korteksi cerebral, trungu i trurit dhe palca kurrizore – një rilidhje e gjerë që ne e ekspozuam ndaj detajeve të paprecedentë duke përdorur mikroskopin e tërë trurit-palcës kurrizore të gjeneratës së ardhshme.”

Asboth, autori kryesor i studimit të EPFL, tha në të njëjtin publikim: “Rimëkëmbja nuk është spontane. Ju duhet t’i angazhoni kafshët në një terapi intensive rehabilitimi që të ndodhë rilidhja. Në rastin tonë, kjo terapi përfshin stimulimin elektrokimik të palcës kurrizore dhe fizioterapinë aktive në një parzmore të zgjuar ndihmëse.”

Sot, pas 15 vitesh kërkimesh me minjtë dhe majmunët, Courtine po drejton provat me pacientë njerëzorë.

“Unë jam duke kryer një provë klinike në Spitalin Universitar të Lozanës, së bashku me neurokirurgun Dr. Jocelyne Bloch,” tha ai për Healthline. “Disa pacientësh janë implantuar me të njëjtën teknologji stimulimi që kemi përdorur te primatët dhe tani po ndjekin programin e rehabilitimit.”

Rezultatet do të publikohen më vonë këtë vit ose diku vitin e ardhshëm, tha ai.

Courtine foli për kërkimin e tij në një video që përmbledh prezantimin që ai bëri në Kongresin e 13-të Botëror të Shoqatës Ndërkombëtare të Neuromodulimit më 31 maj 2017, në Edinburg, Skoci.

Ai tha se filloi kërkimin e tij – fillimisht me brejtësit, më pas me primatët jo-njerëzorë (majmunët) dhe tani pacientët njerëzorë – si një student postdoktoral në Institutin e Kërkimeve të Trurit në Universitetin e Kalifornisë, Los Anxhelos. Më pas ai vazhdoi kërkimin si anëtar i fakultetit në Universitetin e Cyrihut, më pas në EPFL.

Që nga fillimi, qëllimi i tij ka qenë të “zhvillojë ndërhyrje për të përshpejtuar dhe përmirësuar rikuperimin funksional nga dëmtimet e palcës kurrizore”.

Lëndimet e shtyllës kurrizore (SCI) ndërpresin komunikimin midis trurit dhe shtyllës kurrizore lumbare.

“Tek brejtësit, ne riaktivizuam qarqet e mesit për t’u ofruar qelizave llojin e informacionit që truri do të jepte natyrshëm, në mënyrë që të ecnin,” tha Courtine në video. “Ne përdorim dy forma të modulimit – stimulimin farmakologjik dhe elektrik. Ne e quajmë këtë neuroprotezë elektrokimike dhe me të transformojmë qarkun e trurit nga i fjetur në një gjendje shumë funksionale.

Në një rutine, minjtë e paralizuar mund të tregonin lëvizje të koordinuara, por ato ishin krejtësisht të pavullnetshme, tha Courtine.

Këto lëvizje tregojnë aftësinë e palcës kurrizore për të përpunuar informacionin dhe për të aktivizuar muskujt në një mënyrë të koordinuar për të prodhuar një model të automatizuar hapash.

Ky është hapi i parë i kësaj ndërhyrjeje SCI, tha ai, dhe mundëson menjëherë kontrollin motorik.

Rehabilitimi përfshin disa trajnime.

“Ne i trajnojmë kafshët, por jo në një mënyrë klasike,” tha Courtine. “Ne zhvilluam një ndërfaqe robotike moderne që na mundësoi të mbështesim minjtë, ngjashëm me mënyrën se si një baba do të mbante një fëmijë të vogël duke bërë hapat e tij të parë. Por miu duhej të punonte shumë për të prekur këmbën e paralizuar.”

“Në fillim, nuk funksionoi shumë mirë,” shtoi ai. “Kafsha mund të ecë shumë mirë në rutine, por kur e vendosim në ndërfaqen robotike, mund të shohim se kafsha është ngecur dhe nuk mund të angazhojë këmbën e tij të paralizuar.”

Pastaj, në mënyrë progresive, kafsha bën një ose dy hapa. Por është një proces i vështirë, tha Courtine, dhe tendosja mund të shihet në fytyrën e kafshës.

“Megjithatë, ai i kupton hapat e parë,” tha ai. “Nga ky moment, ata përmirësohen çdo ditë. Ata bëhen gjithnjë e më të mirë. Dhe pas disa muajsh rehabilitimi, një mi që normalisht do të ishte plotësisht i paralizuar, vendos të fillojë të vrapojë drejt murit që vendosëm përpara pistës.”

Kjo ishte hera e parë në eksperimentimin me mjekësinë e palcës kurrizore që Courtine dhe kolegët e tij kishin vëzhguar rikuperimin e lëvizjes me kohë të plotë pasi një lezion çoi në paralizë të një gjymtyre të poshtme me kohë të plotë.

Cili është mekanizmi fizik që lejon këtë rilidhje?

Courtine tha se ajo që zbuloi ishte e papritur.

“Ne zhvilluam një kuti mjetesh shumë të gjera të neuroteknologjisë. Ky ka qenë çelësi për krijimin e një koncepti të bazuar në prova për të aplikuar stimulimin tek gjitarët më të lartë dhe, përfundimisht, tek njerëzit. Për të pasqyruar qëllimin e kafshës, ne implantuam një elektrodë në trurin e primatëve jo njerëz (majmunëve) në rajonin që kontrollon korteksin motorik, i cili normalisht kontrollon lëvizjet e këmbëve.

“Ne nuk synuam të rigjeneronim ose riprodhonim fibrat e prera, megjithatë gjendja shumë funksionale e qarkut poshtë dëmtimit inkurajoi sistemin të rritë fibra të reja,” tha ai. “Këto fibra nuk kaluan nëpër dëmtim, por varen nga ura indeve rezervë që krijojnë lidhje të reja dhe ato mbështesin rikuperimin e kontrollit të trurit që lëviz këmbën e paralizuar.”

Daofen Chen, PhD, është drejtor programi për sistemet dhe neuroshkencën njohëse dhe neurorehabilitimin në Institutin Kombëtar të Çrregullimeve Neurologjike dhe Strokeve (NINDS) në Institutin Kombëtar të Shëndetit.

NINDS është agjencia kryesore e financimit që mbështet kërkimin klinik të sëmundjeve neurologjike, duke përfshirë SCI.

“Ky është ndoshta një nga studimet më gjithëpërfshirëse të kafshëve SCI të kryera vitet e fundit, duke përdorur një sërë mjetesh kërkimore të fundit dhe qasje inovative eksperimentale,” tha Chen për Healthline. “Është me të vërtetë novator në ofrimin e njohurive të reja në të kuptuarit tonë të strukturave dhe funksioneve nervore, dhe mekanizmave të mundshëm themelorë, të lidhur me procesin e rimëkëmbjes pas SCI.”

Fuqia e këtij studimi, tha Chen, është premisa e tij e fortë shkencore dhe planet rigoroze eksperimentale, me përpjekje të rëndësishme për të identifikuar dhe konfirmuar marrëdhëniet e mundshme shkakësore.

“Studimi ka treguar se si neuromodulimi si stimulimet, qoftë elektrike apo farmakologjikisht, ashtu edhe ndërhyrjet e sjelljes si trajnimet e rehabilitimit fizik, janë thelbësore për procesin e rimëkëmbjes.

Pas zbulimit të tij të rëndësishëm dhe me provat klinike që po zhvillohen me pacientë njerëzorë, Courtine është optimiste.

“Ne kemi treguar më parë se plasticiteti – aftësia e jashtëzakonshme e sistemit nervor për të krijuar lidhje të reja pas dëmtimit të palcës kurrizore – është edhe më e fortë te njerëzit sesa te brejtësit,” tha ai.