Stimularea electrică oferă speranță pentru persoanele cu leziuni severe ale măduvei spinării

Stimularea electrică oferă o nouă speranță persoanelor cu leziuni medulare grave. Un studiu arată că patru tineri cu paraplegie sunt acum capabili să-și miște picioarele pe cont propriu cu ajutorul stimulării electrice a coloanei vertebrale. Cercetătorii consideră că terapia are potențialul de a schimba prognosticul persoanelor cu paralizie chiar și la ani după accidentare.

Descoperirea „oferă o perspectivă nouă că măduva spinării, chiar și după o leziune severă, are un potențial mare de recuperare funcțională." Sursa foto: 123RF.com.

Bărbații, care au fost paralizați de mai bine de 2 ani, au fost capabili să-și flexeze degetele de la picioare, gleznele și genunchii în timp ce foloseau stimulare electrică. O îmbunătățire și mai mare a mișcării a fost găsită atunci când bărbații au utilizat stimularea în combinație cu reabilitarea fizică. Detalii despre această descoperire inovatoare au fost publicate în revista Brain .

Descoperirea „oferă o nouă perspectivă că măduva spinării, chiar și după o leziune severă, are un potențial mare de recuperare funcțională”, a declarat investigatorul principal Claudia Angeli, doctor, cercetător principal, Centrul de Cercetări Locomotorii Umane de la Institutul Frazier Rehab și profesor Universitatea din Louisville, Kentucky, leziunea coloanei vertebrale Centrul de cercetare (KSCIRC).

Kent Stephenson, a doua persoană care suferă stimulare epidurală a măduvei spinării, ridică voluntar piciorul în timp ce stimulatorul său este activ. Foto cu amabilitate a Universității din Louisville.

Cum funcționează stimularea electrică

Stimularea electrică implică impulsuri de electricitate care sunt trimise pe coloana vertebrală pentru a imita semnalele pe care creierul le trimite în mod normal pentru a iniția mișcarea. Impulsurile electrice sunt livrate printr-un stimulator care este plasat chirurgical pe măduva spinării.

Rob Summers, care este paralizat sub pieptul său, a fost prima persoană care a beneficiat de acest tratament. El a primit impulsuri electrice la măduva spinării chiar sub vătămarea sa, în timp ce a fost antrenat zilnic în care a fost suspendat într-un ham peste o banda de alergare în timp ce cercetătorii l-au ajutat fie să stea, fie să meargă. În cele din urmă, Rob ar putea sta pe cont propriu până la 4 minute. La șapte luni de la proces, Rob a recăpătat un control voluntar asupra picioarelor sale.

Toți bărbații au reușit să sincronizeze mișcările picioarelor, gleznei și degetelor la unison cu o notă vizuală de ascensiune și cădere a unei valuri afișate pe un ecran de computer, iar trei din cei patru au reușit să schimbe forța la care s-au flexat. piciorul lor, în funcție de intensitatea a trei semne auditive diferite.

„Faptul că creierul este capabil să profite de puținele conexiuni care pot rămâne și apoi să proceseze aceste informații vizuale, auditive și perceptive complicate, este destul de uimitor. Ne spune că informațiile din creier ajung la locul potrivit în măduva spinării, astfel încât persoana să poată controla, cu o acuratețe destul de impresionantă, natura mișcării ”, a declarat V. Reggie Edgerton, doctor, cercetătorul responsabil pentru dezvoltarea acestei abordări a terapiei. Dr. Edgerton este profesor distins de biologie integrativă, fiziologie, neurobiologie și neurochirurgie la Universitatea din California, Los Angeles.

Alte îmbunătățiri ale sănătății

Toți cei patru bărbați au putut să-și poarte singuri greutatea și au prezentat și alte îmbunătățiri ale sănătății, cum ar fi masa musculară crescută, mai puțină oboseală și un sentiment mai mare de bunăstare. Rob, de exemplu, Rob a început să aibă un control mai bun al tensiunii arteriale, reglarea temperaturii corpului, controlul vezicii urinare și funcția sexuală.

Cercetătorii studiază dacă stimularea epidurală poate fi folosită pentru a ajuta persoanele cu paralizie a brațelor și dezvoltând o tehnologie care să furnizeze stimularea coloanei vertebrale prin piele, mai degrabă decât să trebuiască să implanteze chirurgical stimulatorul. În plus, cercetătorii lucrează la avansarea tehnologiei de stimulare electrică pentru a ajuta la un control mai mare al mișcării la persoanele cu paralizie.

Comentariu
De Drs. Narihito Nagoshi și Michael G Fehlings

Recent, o mare atenție a fost îndreptată asupra strategiilor terapeutice pentru lezarea măduvei spinării (SCI), inclusiv transplantul de celule și / sau administrarea de medicamente. Studiile clinice ale celulelor precursoare neuronale pentru SCI au avut deja loc ¹, la fel ca și studiile asupra celulelor stem mezenchimale ¹, precum și medicamente precum antagoniștii de sodiu / glutamat ² și antibioticului minociclina ³ . În acest context, lucrările prezentate de Angeli și colegii săi într-un număr actual al creierului prezintă o strategie inedită pentru tratamentul SCI ⁴ . În studiul lor, 4 pacienți cu SCI motorie completă au fost înrolați. Au trecut mai mult de 2 ani de la SCI la toți pacienții, iar nivelurile de leziune au variat de la C7 la T5. Unitățile de stimulare a măduvei spinării epidurale au fost implantate chirurgical la nivelul T11 / 12. În mod surprinzător, toți cei 4 pacienți cu paralizie cronică completă cronică și-au recăpătat mișcarea voluntară a picioarelor prin stimularea epidurală la scurt timp după implantarea dispozitivului. Mai mult, pacienții ar putea activa mișcarea motorie a picioarelor în funcție de indicii vizuale și auditive. Stăpânirea repetitivă și antrenamentul voluntar folosind stimularea epidurală au promovat generarea de forță mai mare și precizia mișcării mușchilor picioarelor.

Punctul izbitor al acestui studiu este faptul că strategia terapeutică pentru ITS se concentrează nu pe locul leziunii în sine, ci sub nivelul locului leziunii de pe măduva spinării. În terapia de transplant de celule, accentul este pus pe înlocuirea celulelor neuronale deteriorate și promovarea regenerării axilelor și a remielinării la nivelul și pe întregul loc al leziunii. Cu toate acestea, rezultatele acestei lucrări demonstrează o nouă strategie de activare a circuitelor cruciale ale măduvei spinării sub nivelul leziunii prin stimulare epidurală, fără un tratament direct al locului leziunii. În măduva spinării lombare, sunt cunoscute generatoarele centrale de pattern (CPG) care controlează comportamentul locomotor al membrelor posterioare ⁵, iar stimularea epidurală în această lucrare ar putea contribui la reactivarea circuitelor neuronale CPG. În schimb, rămâne evaziv mecanismul prin care intrările vizuale și auditive coborâte în circuitul coloanei vertebrale prin axoni extrem de perturbați în locul leziunii. Cu toate acestea, Courtine și colegii săi au demonstrat că, în absența vreunui aport supraspinal, mecanismele de învățare dependente de utilizare pot promova recuperarea locomoției deplasării cu greutate completă în modelul de rozătoare al SCI ⁶ . Prin urmare, stimularea circuitelor neuronale CPG în măduva spinării lombare ar putea fi o țintă terapeutică nouă pentru SCI.

Limitarea principală a acestei lucrări este numărul mic de pacienți înscriși. Deși pacienții sunt relativ tineri (în medie 26, 9 ani), prevalența SCI tinde să crească la pacienții geriatrici ⁷, iar rezultatele la acest grup de pacienți ar trebui să fie examinate. Vor fi necesare studii viitoare pentru a investiga efectele funcționale ale stimulării și formării epidurale în studiile clinice mai mari.

Vizualizați sursele

Angeli CA, Edgerton VR, Gerasimenko YP, Harkema SJ. Creier . 2014. doi: 10.1093 / creier / awu038.

Institute Naționale de Sănătate. Stimularea coloanei vertebrale ajută patru pacienți cu paraplegie să recupereze mișcarea voluntară. http://www.nih.gov/news/health/apr2014/nibib-08.htm. Accesat la 8 aprilie 2014.

Universitatea din Louisville. Patru bărbați paraplegici își mișcă voluntar picioarele, o „descoperire fără precedent” pentru comunitatea de paralizie. http://louisville.edu/medicine/news/four-paraplegic-men-voluntarily-move-their-legs-an-unprecedented-breakthrough-for-paralysis-community. Accesat la 8 aprilie 2014.

Referințe comentarii
1. Tetzlaff W, și colab. O revizuire sistematică a terapiilor de transplant celular pentru leziunea măduvei spinării. J Neurotrauma . 28: 1611-1682, doi: 10.1089 / neu.2009.1177 (2011).

2. Fehlings MG și colab. Riluzol pentru tratamentul leziunilor acute ale măduvei spinării: justificare și proiectare a studiului clinic NACTN Faza I. J coloana Neurochirurgie . 17: 151-156, doi: 10.3171 / 2012.4.AOSPINE1259 (2012).

3. Casha S și colab. Rezultatele unui studiu randomizat controlat cu minociclină în faza a II-a controlat cu placebo în lezarea măduvei spinării acute. Creier . 135: 1224-1236, doi: 10.1093 / creier / aws072aws072 [pii] (2012).

4. Angeli CA, Edgerton VR, Gerasimenko YP, Harkema SJ. Alterarea excitabilității măduvei spinării permite mișcări voluntare după paralizia cronică completă la om. Creier . doi: awu038 [pii] 10.1093 / creier / awu038 (2014).

5. Kiehn O. Circuite locomotorii în măduva spinării a mamiferului. Annu Rev Neurosci . 29: 279-306, doi: 10.1146 / annurev.neuro.29.051605.112910 (2006).

6. Courtine G și colab. Transformarea circuitelor spinării nefuncționale în stări funcționale după pierderea aportului cerebral. Nat Neurosci . 12: 1333-1342, doi: 10.1038 / nn.2401nn.2401 [pii] (2009).

7. Martin ND și colab. Punctul de inflexiune a mortalității pentru vârstă și leziuni acute ale coloanei vertebrale cervicale. J Trauma . 71: 380-385; discuție 385-386, doi: 10.1097 / TA.0b013e318228221f00005373-201108000-00016 [pii] (2011).