Pitsburgo universiteto medicinos mokyklos mokslininkai šiandien praneša, kad gilus smegenų stimuliavimas gali nedelsiant pagerinti rankų ir plaštakų stiprumą ir funkciją, susilpnėjusią dėl trauminio smegenų sužalojimo ar insulto. Gamtos komunikacijos.
Vilčių teikiantys plataus masto bandymų su beždžionėmis ir žmonėmis rezultatai atveria kelią naujam klinikiniam jau plačiai naudojamos smegenų stimuliavimo technologijos pritaikymui ir suteikia įžvalgų apie neuroninius mechanizmus, kuriais grindžiamas smegenų sužalojimo sukeltas judėjimo trūkumas.
„Rankų ir rankų paralyžius daro didelę įtaką milijonų žmonių gyvenimo kokybei visame pasaulyje“, – sakė vyresnioji ir atitinkama autorė Elvira Pirondini, Ph.D., Pito fizinės medicinos ir reabilitacijos docentė. „Šiuo metu neturime veiksmingų sprendimų pacientams, patyrusiems insultą ar trauminį smegenų sužalojimą, tačiau didėja susidomėjimas neurotechnologijomis, kurios skatina smegenis gerinti viršutinių galūnių motorines funkcijas.
Smegenų pažeidimai, kuriuos sukelia rimta smegenų trauma ar insultas, gali sutrikdyti nervinius ryšius tarp motorinės žievės, pagrindinės smegenų srities, būtinos valingiems judesiams kontroliuoti, ir raumenų. Šių jungčių susilpnėjimas neleidžia efektyviai aktyvuotis raumenims ir sukelia judėjimo trūkumą, įskaitant dalinį ar visišką rankų ir plaštakos paralyžių.
Siekdami sustiprinti esamų, bet susilpnėjusių jungčių aktyvavimą, mokslininkai pasiūlė naudoti giliąją smegenų stimuliaciją (DBS) – chirurginę procedūrą, kurios metu į tam tikras smegenų sritis įdedami mažyčiai elektrodai perduodami elektriniai impulsai, reguliuojantys nenormalią smegenų veiklą. Per pastaruosius kelis dešimtmečius DBS sukėlė revoliuciją gydant neurologines ligas, tokias kaip Parkinsono liga, suteikdama būdą kontroliuoti simptomus, kuriuos kažkada buvo sunku valdyti vien vaistais.
„DBS pakeitė daugelio pacientų gyvenimą. Dabar, dėl nuolatinės šių prietaisų saugos ir tikslumo pažangos, DBS tiriama kaip perspektyvi galimybė padėti insultą išgyvenusiems žmonėms atgauti motorines funkcijas”, – sakė vyresnysis autorius ir chirurgijos vadovas. Jorge González-Martínez, MD, Ph.D., profesorius ir neurochirurgijos vicepirmininkas bei Pitto epilepsijos ir judėjimo sutrikimų programos direktorius. „Tai suteikia naujų vilčių milijonams žmonių visame pasaulyje.
Remdamiesi kito sėkmingo Pitto projekto, kurio metu buvo panaudota elektrinė nugaros smegenų stimuliacija, kad būtų atkurta insulto paveiktų asmenų rankų funkcija, mokslininkai iškėlė hipotezę, kad stimuliuojant motorinį talamą – giliai smegenyse esančią struktūrą, kuri veikia kaip pagrindinis judesių valdymo centras. — DBS naudojimas gali padėti atkurti judesius, kurie yra būtini atliekant kasdienes užduotis, pvz., objekto sugriebimą.
Tačiau kadangi teorija anksčiau nebuvo išbandyta, pirmiausia jie turėjo ją išbandyti su beždžionėmis, kurios yra vieninteliai gyvūnai, kurių motorinės žievės ir raumenų jungtys yra tokios pat kaip ir žmonės.
Siekdami suprasti mechanizmą, kaip motorinio talamo DBS padeda pagerinti savanorišką rankos judesį ir tiksliai nustatyti konkrečią implanto vietą bei optimalų stimuliavimo dažnį, mokslininkai implantavo FDA patvirtintą stimuliavimo prietaisą beždžionėms, kurios turėjo smegenų pažeidimų, turinčių įtakos jų galimybei. naudotis savo rankomis.
Kai tik buvo įjungta stimuliacija, ji žymiai pagerino raumenų aktyvavimą ir sukibimo jėgą. Svarbu tai, kad nebuvo pastebėtas nevalingas judesys.
Siekiant patikrinti, ar procedūra gali būti naudinga žmonėms, tie patys stimuliavimo parametrai buvo naudojami pacientui, kuriam buvo atlikta DBS implantacija į motorinį talamą, siekiant padėti nuo rankų drebėjimo, kurį sukėlė smegenų sužalojimas po sunkios motorinės transporto priemonės avarijos, dėl kurios buvo sunkus paralyžius. abi rankos.
Kai tik vėl buvo įjungta stimuliacija, rankos judesių diapazonas ir stiprumas iš karto pagerėjo. Dalyvis sugebėjo pakelti vidutiniškai didelį svorį ir pasiekti, sugriebti ir pakelti gėrimo puodelį efektyviau ir sklandžiau nei be stimuliacijos.
Siekdami padėti šią technologiją pritaikyti daugiau klinikos pacientų, mokslininkai dabar stengiasi išbandyti ilgalaikį DBS poveikį ir nustatyti, ar lėtinė stimuliacija galėtų dar labiau pagerinti rankų ir rankų funkciją asmenims, patyrusiems trauminį smegenų sužalojimą ar insultą.
Kiti šio tyrimo autoriai yra Jonathan Ho, BS, Erinn Grigsby, Ph.D., Arianna Damiani, MS, Lucy Liang, MS, Josep-Maria Balaguer, MS, Sridula Kallakuri, Lilly Tang, BS, Jessica Barrios-Martinez, MD , Vahagn Karapetyan, MD, Ph.D., Daryl Fields, MD, Ph.D., Peter Gerszten, MD, T. Kevin Hitchens, Ph.D., MBA, Theodora Constantine, PA-C., Gregory Adams, BS , Ph.D. Donaldas Crammondas ir mokslų daktaras Marco Capogrosso, visi Pitt.