EPFL ir Lozanos universiteto ligoninės (CHUV) mokslininkai, vadovaujami profesorių Grégoire Courtine ir Jocelyne Bloch, pasiekė svarbų etapą gydant nugaros smegenų pažeidimus (SCI). Taikydama giliąją smegenų stimuliaciją (DBS) netikėtai smegenų sričiai – šoniniam pagumburiui (LH) – komanda pagerino dviejų asmenų, sergančių daliniu SCI, apatinių galūnių judesių atsigavimą, labai pagerindama jų savarankiškumą ir savijautą.
54 metų Wolfgangas Jägeris iš Kappelio (Austrija) sėdi neįgaliojo vežimėlyje nuo 2006 m., kai dėl slidinėjimo avarijos patyrė nugaros smegenų traumą. Dalyvaudamas klinikiniame tyrime, jis savo akimis patyrė, kaip gilus smegenų stimuliavimas gali atkurti jo mobilumą ir nepriklausomybę.
„Praėjusiais metais atostogų metu nebuvo jokių problemų nueiti kelis laiptelius žemyn ir atgal į jūrą naudojant stimuliaciją“, – dalijosi Jägeris, apibūdindamas DBS jam suteiktą naujai atrastą laisvę. Be vaikščiojimo, terapija pagerino kasdienes užduotis. „Aš taip pat galiu pasiekti daiktus savo spintelėse virtuvėje.”
DBS yra gerai žinoma neurochirurginė technika, apimanti elektrodų implantavimą į tam tikrus smegenų regionus, kad būtų galima moduliuoti nervų veiklą. Tradiciškai DBS buvo naudojamas judėjimo sutrikimams, tokiems kaip Parkinsono liga ir esminis tremoras, gydyti, nukreipiant į smegenų sritis, atsakingas už motorinę kontrolę.
Tačiau DBS taikymas šoniniam pagumburiui daliniam paralyžiui gydyti yra naujas metodas. Sutelkdami dėmesį į LH, .NeuroRestore tyrėjai pasinaudojo netikėtu nerviniu keliu, kuris anksčiau nebuvo svarstomas motorikos atstatymui.
Tyrime, paskelbtame m Gamtos medicinaDBS ne tik parodė tiesioginius rezultatus, padidinančius vaikščiojimą reabilitacijos metu, bet ir pacientai parodė ilgalaikį pagerėjimą, kuris išliko net tada, kai stimuliacija buvo išjungta. Šios išvados rodo, kad gydymas paskatino likusių nervinių skaidulų reorganizavimą, kuris prisideda prie ilgalaikio neurologinio pagerėjimo.
„Šis tyrimas rodo, kad smegenys reikalingos atsigauti po paralyžiaus. Keista, kad smegenys negali visiškai išnaudoti neuronų projekcijų, kurios išgyvena po nugaros smegenų pažeidimo.
„Čia mes nustatėme, kaip patekti į nedidelį smegenų regioną, kuris, kaip žinoma, nėra susijęs su vaikščiojimu, kad būtų užmegzti šie likutiniai ryšiai ir paspartintų žmonių, patyrusių nugaros smegenų pažeidimą, neurologinį atsigavimą“, – sako profesorė Courtine. EPFL, Lozanos universitetinės ligoninės (CHUV) ir UNIL neuromokslas bei .NeuroRestore centro vienas iš direktorių.
Fundamentalūs neuromokslai derinami su neurochirurginiu tikslumu
Šios DBS terapijos sėkmė priklausė nuo dviejų vienas kitą papildančių požiūrių: atradimų, kuriuos įgalino naujos metodikos atliekant tyrimus su gyvūnais, ir šių atradimų pavertimo tiksliais žmonių chirurginiais metodais. Atlikdami operaciją, mokslininkai naudojo išsamius smegenų skenavimus, kad tiksliai nustatytų mažų elektrodų vietas į smegenis, kurią atliko Blochas CHUV, kai pacientas buvo visiškai pabudęs.
„Kai elektrodas buvo vietoje ir atlikome stimuliaciją, pirmasis pacientas iškart pasakė: „Aš jaučiu kojas“. Kai padidinome stimuliaciją, ji pasakė: „Aš jaučiu norą vaikščioti!” Šis atsiliepimas realiuoju laiku patvirtino, kad nukreipėme į tinkamą regioną, net jei šis regionas niekada nebuvo susijęs su žmonių kojų kontrole.
„Šiuo metu žinojau, kad esame svarbaus smegenų funkcijų anatominio organizavimo atradimo liudininkai“, – sako neurochirurgas ir Lozanos universitetinės ligoninės (CHUV), UNIL ir EPFL profesorius Blochas bei „.NeuroRestore“ vienas iš direktorių. centras.
Šoninio pagumburio vaidmuo atsigaunant vaikščiojant
LH, kaip pagrindinio motorinio atsigavimo po paralyžiaus, identifikavimas pats savaime yra svarbus mokslinis atradimas, atsižvelgiant į tai, kad šis regionas tradiciškai buvo siejamas tik su tokiomis funkcijomis kaip susijaudinimas ir maitinimas.
Šis proveržis atsirado sukūrus naują daugiapakopę metodiką, kuri prasidėjo nuo viso smegenų anatominio ir funkcinio kartografavimo, siekiant nustatyti šio regiono vaidmenį vaikščiojant, o po to buvo atlikti eksperimentai su ikiklinikiniais modeliais, siekiant nustatyti tikslias atkūrimo grandines. Galiausiai šie rezultatai paskatino klinikinius tyrimus su žmonėmis.
„Būtent fundamentiniai tyrimai, sukūrę išsamius viso smegenų žemėlapius, leido mums identifikuoti šoninį pagumburį atsigaunant vaikščiojant. Be šio pagrindinio darbo nebūtume atskleidę netikėto šio regiono vaidmens atsigaunant vaikščioti. “, – sako Jordanas Squairas, pagrindinis tyrimo autorius.
Pažangi vaizdo gavimo platforma Wyss centre atliko svarbų vaidmenį šiame tyrime, nes suteikė didelės raiškos vaizdo gavimo galimybes, kurios leido komandai nustatyti neuronų anatominį ir funkcinį aktyvumą smegenyse, leidžiančius identifikuoti šoninį pagumburį.
DBS derinimas su stuburo implantais geresniam atsigavimui
Šie puikūs rezultatai atveria kelią naujoms terapinėms programoms, siekiant padidinti atsigavimą nuo SCI. Būsimuose tyrimuose bus tiriamas DBS integravimas su kitomis technologijomis, tokiomis kaip stuburo implantai, kurie jau parodė savo potencialą atkurti judėjimą po SCI.
„Sujungus du mūsų metodus – smegenų ir stuburo stimuliaciją – bus pasiūlyta išsamesnė atkūrimo strategija pacientams, patyrusiems nugaros smegenų pažeidimus“, – sako Courtine.