Uuring näitas, et uudse neurotehnoloogia meetodi abil paraneb halvatus
Meie keha selgroolülid on luud, mis moodustavad selgroo. Meie selgroog sisaldab mitmeid närve, mis ulatuvad meie ajust alla kuni alaseljani. Meie selgroog on närvide ja seotud kudede rühm, millest see selgroolüli koosneb ja mida kaitseb. Seljaaju vastutab sõnumite (signaalide) edastamise eest ajust meie keha erinevatesse osadesse ja vastupidi. Selle ülekande tõttu tunneme valu või liigutame käsi ja jalgu. Seljaajuvigastus on äärmiselt raske füüsiline trauma, kui seljaaju on kahjustatud. Kui seljaaju saab vigastuse, ei õnnestu osa meie ajust tulevaid impulsse keha erinevatesse osadesse edastada. Selle tulemuseks on tundlikkuse, jõu ja liikuvuse täielik kaotus kõikjal allpool vigastuskohta. Ja kui vigastus tekib kaela lähedal, põhjustab see halvatus kogu suures kehaosas. Seljaaju vigastus on väga traumaatiline ja mõjutab oluliselt kannatanu igapäevaelu, avaldades püsivaid füüsilisi, vaimseid ja emotsionaalseid mõjusid.
Uus paljutõotav uuring
Praegu ei ole võimalik ravida lülisambavigastuse põhjustatud kahjustusi, kuna see on pöördumatu. Mõned ravi- ja taastusravivormid aitavad patsientidel elada viljakat ja iseseisvat elu. Palju uuringuid jätkub lootuses, et kunagi on võimalik seljaaju vigastusi täielikult ravida. Läbimurdelises uuringus on Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne'i ja Šveitsi Lausanne'i ülikooli haigla teadlaste meeskond välja töötanud uudse ravi, et kiirendada seljaaju vigastusest taastumist. See uuring nimega STIMO (STImulation Movement Overground) avaldati aastal loodus1 ja Nature Neuroscience2. Teadlased väidavad, et nende leiud põhinevad arusaamadel, mille nad on saanud aastatepikkuse uurimistöö käigus loomamudeleid analüüsides.
Teadlaste eesmärk oli jäljendada aju ja seljaaju käitumist reaalajas. Selles uuringus osalesid kolm parapleegikat, kes olid kannatanud emakakaela seljaaju vigastuste all ja olid aastaid halvatud (vähemalt neli). Kõik olid läbinud erineva taastusravi ja kuigi vigastuskohas olid närviühendused, ei saanud nad liikuma. Pärast käesolevas uuringus kirjeldatud uue rehabilitatsiooniprotokolli läbimist suutsid nad karkude või jalutuskäru abil kõndida vaid nädala jooksul, mis näitas, et nad taastusid vabatahtlikult kontrolli jalalihaste üle, mis olid pärast vigastust halvatud.
Teadusuuringud saavutasid selle "närvirakkude sihipärase elektrilise stimulatsiooniga" seljaaju saematerjalis koos kehakaalu toetava raviga. Seljaaju elektriline stimulatsioon viidi läbi väga suure täpsusega ja see muutis selle uuringu ainulaadseks. Stimulatsioon oli nagu lühikesed elektrilöögid, mis võimendasid signaale ning aitasid halvatud osalejate ajul ja jalgadel paremini suhelda. Sel eesmärgil asetati seljaajule implantaadid – elektroodide komplekt (16 elektroodi impulsigeneraatoril), mis võimaldasid teadlastel sihtida osaleja jalgade erinevaid lihaseid. See implantaat, tikutoosi suurune masin, oli algselt mõeldud lihasvalu leevendamiseks. Selle seadme kirurgiline implanteerimine seljaaju teatud piirkondadesse oli tehnoloogiliselt keeruline. Nende implantaatide elektroodide erinevad konfiguratsioonid aktiveerisid seljaaju sihipäraseid piirkondi ja matkisid signaale/sõnumeid, mis tuli kõndimiseks ajju edastada. Lisaks elektrilisele stimulatsioonile pidid patsiendid iseseisvalt "mõtlema" oma jalgade liigutamisele, et äratada kõik uinunud neuronite ühendused.
koolitus
Konkreetse liikumise tekitamiseks oli oluline, et osalejatel oleks elektrilise stimulatsiooni täpne aeg ja asukoht. Suunatud elektriimpulsse edastas juhtmevaba juhtimissüsteem. Osalejate jaoks oli keeruline kohandada ja peenhäälestada koordinatsiooni oma aju kõndimiskavatsuse ja välise elektrilise stimulatsiooni vahel. Katse viis parema neuroloogilise funktsioonini ja võimaldas osalejatel pikema aja jooksul laboris maapealse kõndimise võimeid loomulikult treenida. Nädala pärast said kõik kolm osalejat sihipärase elektrilise stimulatsiooni ja keharaskust toetava süsteemi abil käed-vabad kõndida üle ühe kilomeetri. Nad ei tundnud jalgade-lihaste väsimust ja nende sammude kvaliteet oli ühtlane, nii et nad said mugavalt osaleda pikkadel treeningutel.
Pärast viiekuulist treeningut paranes kõigi osalejate vabatahtlik lihaskontroll oluliselt. Sellist pikka ja intensiivset treeningut peeti väga heaks plastilisuse säilitamiseks, kasutades meie närvisüsteemile omast võimet "reorganiseerida" närvikiude ja luua uusi närviühendusi. Pikem treening viis parema ja püsiva motoorsete funktsioonideni isegi pärast välise elektrilise stimulatsiooni väljalülitamist.
Varasemad empiirilisi lähenemisviise kasutanud uuringud on olnud edukad, kus vähesed parapleegikud suutsid kõndimise abivahendite abil lühikese vahemaa jooksul astuda paar sammu, kui elektristimulatsioone võimaldati. Kui stimulatsioonid välja lülitati, taastus nende eelmine seisund, kus patsiendid ei saanud ühtegi jalaliigutust aktiveerida, ja selle põhjuseks on asjaolu, et patsiente ei „piisavalt koolitatud”. Käesoleva uuringu ainulaadne aspekt on see, et neuroloogilised funktsioonid püsisid isegi pärast treeningu lõppu ja elektrilise stimulatsiooni väljalülitamist, kuigi osalejad kõndisid palju paremini, kui stimulatsioonid olid sisse lülitatud. See treeningravi võis aidata taastada ja tugevdada närviühendusi aju ja seljaaju vahel, mis vigastuse tagajärjel olid muutunud ebafunktsionaalseks. Teadlastel oli hea meel inimese närvisüsteemi ootamatu reaktsiooni üle nende katsele.
See on läbimurdeline uuring patsientidele, kes on põdenud erinevat tüüpi kroonilisi seljaaju vigastusi ja on loodud lootust, et nad saavad õige treeninguga taastuda. Selle uuringu autorite asutatud idufirma nimega GTX medical soovib kavandada ja välja töötada kohandatud neurotehnoloogia mida saab kasutada tervishoiusüsteemis taastusravi pakkumiseks. Sellist tehnoloogiat tuleb testida ka palju varem, st vahetult pärast vigastust, kui taastumispotentsiaal on palju suurem, kuna keha neuromuskulaarne süsteem ei ole kogenud kroonilise halvatusega kaasnevat täielikku atroofiat.
***
{Saate lugeda esialgset uurimistööd, klõpsates alltoodud allika(te) loendis DOI lingil}
Allikas (d)
1. Wagner FB et al 2018. Suunatud neurotehnoloogia taastab seljaaju vigastusega inimestel kõndimise. Loodus. 563(7729). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0649-2
2. Asboth L et al. 2018. Kortiko-retikulo-seljaaju ahela ümberkorraldamine võimaldab funktsionaalset taastumist pärast tõsist seljaaju muljumist. Looduse neuroteadus. 21 lõige 4. https://doi.org/10.1038/s41593-018-0093-5
***
