Троє чоловіків, паралізованих в результаті нещасних випадків на мотоциклі, стали першими прикладами успіху нового пристрою для стимуляції хребта. Чоловіки, які не відчували і не контролювали свої ноги, змогли зробити кілька кроків з підтримкою протягом першого дня після включення електростимуляції. За кілька місяців вони змогли виходити на вулицю з ходунками.
“Цей результат я б назвав це великою справою, – говорить Вівіан Мушахвар, інженер-біомедицин і нейробіолог з Університету Альберти в Едмонтоні, який не брав участі в цій роботі. – Це додає рівень витонченості, який дозволяє цим підходам потрапити в клініку і, сподіваюся, допомогти великій кількості людей”.
Підписуйтесь на наш Telegram.
Коли травма серйозно пошкоджує пучок нервів у спинному мозку людини, електричні сигнали від мозку більше не досягають м’язів тіла. Це призводить до паралічу.
Пристрої епідуральної стимуляції, імплантовані у нижній частини хребта, можуть відтворювати команди з можку, створюючи обхідний шлях місця травми.
Коли така стимуляція включена, навіть деякі пацієнти з повною параплегією – відсутністю рухів або відчуттів в нижній частині тіла – змогли ходити після інтенсивних тренувань і за допомогою допоміжних пристроїв або терапевта.
Стимулятори спинного мозку, розроблені в 1980-х роках для лікування хронічного болю, не були розроблені з урахуванням травми спинного мозку, говорить Грегуар Куртін, нейробіолог з Швейцарського федерального технологічного інституту, Лозанна.
Однією з проблем існуючих імплантатів є їхня форма: вони складаються з вузької силіконової смужки, яка націлена на центр спинного. Щоб викликати рухи ніг і тулуба, необхідно стимулювати спинні корінці, які відходять з обох сторін спинного мозку. Існуючі електродні смуги занадто короткі, щоб дістатися до віддалених корінців, які дозволяють згинати і випрямляти тулуб.
Куртін і його колеги розробили більш довгий і широкий імплантат, розміром приблизно з вказівний палець. Щоб розташувати електроди вздовж його поверхні так, щоб вони точно стимулювали спинні корінці, дослідники вивчили анатомію хребта.
Як тільки у них з’явився новий дизайн, вони використовували комп’ютерні моделі для прогнозування ідеального положення імплантату на спинному мозку кожного пацієнта.
Нарешті, команда розробила програмне забезпечення для активації електродів у заданих шаблонах. Це виробляє такі рухи, як вставання та крокування. Шаблонна стимуляція може допомогти перенавчати пошкоджені нерви у спинному мозку, щоб краще отримувати та інтерпретувати сигнали від мозку.
У 2018 році цей підхід до стимуляції за шаблоном пройшов серйозне випробування: люди з травмами спинного мозку, у яких було деяке залишкове відчуття ніг або руху, могли ходити і їздити на велосипеді.
Але учасники нового дослідження мали більш серйозні травми, всі з яких відбулися принаймні за один рік до їх зарахування. З новим імплантатом і спеціально розташованими електродами всі три могли робити кроки на біговій доріжці протягом першого дня після включення стимуляції, хоча і з ременями безпеки, які підтримували більше половини їх ваги.
Через 4-6 місяців всі три учасники змогли ходити по землі, використовуючи тільки ходунки для стійкості. Учасникам попередніх досліджень знадобилося більше одного року, щоб досягти наземного ходіння.
Використовуючи різні схеми стимуляції, учасники нового дослідження могли плавати, кататися на велосипеді, тиснути ногами і нахилятися вперед сидячи. Один пацієнт навіть зміг піднятися по сходах.
На даний момент відправка команд на пристрій є громіздкою. Користувачі повинні вибрати бажаний рух на планшеті, який відправляє його по Bluetooth на передавач на поясі. Останній повинен розташовуватися поруч з генератором імпульсів, імплантованим в черевну порожнину, який потім активує електроди уздовж хребта. За словами Кортіна, налаштування на використання стимуляції займає від 5 до 10 хвилин.
Наступне покоління пристроїв повинно дозволити користувачам активувати генератор імпульсів голосовими командами через смарт-годинник. У 2024 році планується протестувати цю нову систему мобільності в ході масштабного клінічного випробування за участю від 70 до 100 учасників. Очікується, що його результати призведуть до схвалення технології регулюючими органами США для масового використання.
