Η ηλεκτρική διέγερση βελτιώνει τον έλεγχο των χεριών σε παράλυτους

25 Ιουλίου 2022, 07:00

Η ηλεκτρική διέγερση νεύρων του άνω νωτιαίου μυελού που έχουν υποστεί βλάβη από σοβαρό τραυματισμό, μπορεί να βελτιώσει τον κινητικό έλεγχο του άνω άκρου και να επιτρέψει σε άτομα με περιορισμένη λειτουργία του χεριού να ανακτήσουν εν μέρει τη χαμένη κίνηση. Αυτό αναφέρουν ερευνητές του Πανεπιστημίου του Pittsburgh. Ο πρώτος γύρος προκλινικών πειραματικών δεδομένων δημοσιεύτηκε στο Nature Neuroscience.

«Για να εκτελέσουμε ακόμη και την πιο απλή κίνηση του χεριού, το νευρικό μας σύστημα πρέπει να συντονίσει εκατοντάδες μύες και η αντικατάσταση αυτού του περίπλοκου νευρικού ελέγχου με άμεση ηλεκτρική ενεργοποίηση των μυών θα ήταν πολύ δύσκολη εκτός εργαστηρίου», δήλωσε ο συγγραφέας της μελέτης Marco Capogrosso, Ph.D. επίκουρος καθηγητής Νευρολογικής Χειρουργικής και μέλος των εργαστηρίων Αποκατάστασης και Νευρωνικής Μηχανικής στο Pittsburgh. «Αντί να διεγείρουμε τους μύες, απλοποιήσαμε την τεχνολογία σχεδιάζοντας ένα σύστημα που χρησιμοποιεί επιζώντες νευρώνες για να αποκαταστήσει τη σύνδεση μεταξύ του εγκεφάλου και του βραχίονα μέσω ειδικών παλμών διέγερσης στον νωτιαίο μυελό, επιτρέποντας δυνητικά σε ένα άτομο με παράλυση να εκτελεί καθήκοντα της καθημερινής ζωής».

Οι ερευνητές του Pittsburgh αποφάσισαν να αναπτύξουν μια τεχνολογία που θα μπορούσε να ενεργοποιήσει τα υπόλοιπα υγιή νεύρα που συνδέουν τον εγκέφαλο και το νωτιαίο μυελό για τον έλεγχο των μυών του χεριού χρησιμοποιώντας εξωτερικά ερεθίσματα.

Για να δοκιμάσουν την τεχνολογία, οι ερευνητές εργάστηκαν με πιθήκους με μερική παράλυση βραχίονα που εκπαιδεύτηκαν να πιάνουν και να τραβούν ένα μοχλό για να λαμβάνουν την αγαπημένη τους λιχουδιά.

Εκτός από τα εγκεφαλικά εμφυτεύματα που ανιχνεύουν ηλεκτρική δραστηριότητα από περιοχές που ελέγχουν την εκούσια κίνηση, στους πιθήκους εμφυτεύτηκε μια μικρή σειρά ηλεκτροδίων συνδεδεμένα με έναν εξωτερικό διεγέρτη μεγέθους μιας γόμας κι ενός μολυβιού, τα οποία ενεργοποιήθηκαν προσωρινά όταν τα ηλεκτρόδια του εγκεφάλου ανίχνευσαν την πρόθεση του ζώου να κουνήσει το χέρι του.

Η ανάλυση έδειξε ότι, αν και δεν αρκούσε για να αποκατασταθεί πλήρως η λειτουργία του βραχίονα, η διέγερση βελτίωσε σημαντικά την ακρίβεια, τη δύναμη και το εύρος κίνησης, επιτρέποντας σε κάθε ζώο να κινεί το χέρι του πιο αποτελεσματικά. Είναι σημαντικό ότι τα ζώα συνέχισαν να βελτιώνονται καθώς προσαρμόστηκαν και έμαθαν πώς να χρησιμοποιούν τη διέγερση.

«Το να κάνουμε ένα βήμα πίσω και να αντιμετωπίσουμε ένα πολύ περίπλοκο κλινικό πρόβλημα από μια διαφορετική και απλούστερη προοπτική σε σύγκριση με οτιδήποτε είχε γίνει πριν, ανοίγει περισσότερες κλινικές δυνατότητες για άτομα με παράλυση βραχίονα και χεριού», δήλωσε η συν-πρώτη συγγραφέας Beatrice Barra, Ph.D. , πρώην διδακτορική φοιτήτρια στο Πανεπιστήμιο του Fribourg στην Ελβετία και υπότροφος στο Pittsburgh, η οποία επί του παρόντος βρίσκεται στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης.