Stimulasi Elektrik Menawarkan Harapan untuk Orang yang mengalami Kecederaan Cord Tulang Belakang

Rangsangan elektrik memberikan harapan baru kepada orang yang mengalami kecederaan saraf tunjang. Satu kajian menunjukkan bahawa empat lelaki muda dengan paraplegia kini dapat bergerak kaki mereka sendiri dengan bantuan rangsangan elektrik tulang belakang. Penyelidik percaya bahawa terapi itu berpotensi untuk mengubah ramalan orang yang lumpuh walaupun beberapa tahun selepas kecederaan.

Penemuan itu "menawarkan pandangan baru bahawa saraf tunjang, walaupun selepas kecederaan teruk, mempunyai potensi besar untuk pemulihan fungsi." Sumber Photo: 123RF.com.

Lelaki yang telah lumpuh selama lebih daripada 2 tahun, mampu melancarkan jari kaki, pergelangan kaki, dan lutut mereka semasa menggunakan rangsangan elektrik. Peningkatan yang lebih baik dalam pergerakan ditemui apabila lelaki menggunakan rangsangan dalam kombinasi dengan pemulihan fizikal. Butiran tentang penemuan teruk ini telah diterbitkan dalam jurnal Brain .

Penemuan itu "menawarkan pandangan baru bahawa saraf tunjang, walaupun selepas kecederaan teruk, mempunyai potensi besar untuk pemulihan fungsi, " kata penyelidik utama Claudia Angeli, PhD, penyelidik kanan, Pusat Penyelidikan Manusia Locomotor di Frazier Rehab Institute, Pusat Penyelidikan Kecederaan Tulang Pemulihan Cordonik Kentucky University Louisville (KSCIRC).

Kent Stephenson, orang kedua yang mengalami rangsangan epidural saraf tunjang, secara sukarela menaikkan kakinya sementara stimulatornya aktif. Photo courtesy of the University of Louisville.

Bagaimana Stimulasi Elektrik berfungsi

Rangsangan elektrik melibatkan denyutan elektrik yang diturunkan ke tulang belakang untuk meniru isyarat yang biasanya dihantar oleh otak untuk memulakan pergerakan. Denyutan elektrik dihantar melalui stimulator yang dibedah secara surgikal ke atas saraf tunjang.

Rob Summers, yang lumpuh di bawah dadanya, adalah orang pertama yang mendapat manfaat daripada rawatan ini. Dia menerima denyutan elektrik ke saraf tunjangnya tepat di bawah kecederaan ketika menjalani latihan harian di mana ia digantung dalam memanfaatkan treadmill sementara penyelidik membantunya berdiri atau berjalan. Akhirnya, Rob boleh berdiri sendiri selama 4 minit. Tujuh bulan ke dalam perbicaraan itu, Rob memperoleh kembali kawalan sukarela pada kakinya.

Semua lelaki dapat menyegerakkan pergerakan kaki, pergelangan kaki, dan kaki sehingga serentak dengan isyarat visual kenaikan dan kejatuhan gelombang yang ditunjukkan pada skrin komputer, dan tiga dari empat mampu mengubah gaya di mana mereka melenturkan kaki mereka, bergantung kepada intensiti tiga isyarat auditori yang berbeza.

"Hakikat bahawa otak dapat memanfaatkan beberapa sambungan yang mungkin tersisa, dan kemudian memproses maklumat visual, pendengaran, dan persepsi yang rumit ini, sangat mengagumkan. Ia memberitahu kita bahawa maklumat dari otak semakin mendapat tempat yang tepat di dalam saraf tunjang, sehingga orang itu dapat mengawal, dengan ketepatan yang cukup mengesankan, sifat pergerakan itu, "kata V. Reggie Edgerton, PhD, peneliti yang bertanggungjawab untuk membangunkan pendekatan ini untuk terapi. Dr. Edgerton adalah Profesor Terkenal Biologi Integral, Fisiologi, Neurobiologi, dan Neurosurgeri di University of California, Los Angeles.

Perbaikan Kesihatan Lain

Keempat lelaki itu mampu menanggung berat sendiri sendiri dan juga menunjukkan peningkatan kesihatan lain, seperti peningkatan massa otot, kurang keletihan, dan rasa kesejahteraan yang lebih baik. Rob, sebagai contoh, Rob mula mempunyai kawalan tekanan darah yang lebih baik, peraturan suhu badan, kawalan pundi kencing, dan fungsi seksual.

Para penyelidik sedang mengkaji sama ada rangsangan epidural boleh digunakan untuk membantu orang yang mengalami kelumpuhan lengan dan mengembangkan teknologi untuk memberikan rangsangan tulang belakang melalui kulit dan bukannya menjalani pembedahan pembedahan. Di samping itu, para penyelidik sedang berusaha untuk memajukan teknologi stimulator elektrik untuk membantu mencapai kawalan yang lebih baik dalam pergerakan orang yang mengalami lumpuh.

Ulasan
Oleh Drs. Narihito Nagoshi dan Michael G Fehlings

Baru-baru ini, banyak perhatian telah diarahkan pada strategi terapeutik untuk kecederaan saraf tunjang (SCI), termasuk pemindahan sel dan / atau pentadbiran dadah. Percubaan klinikal sel-sel prekursor saraf untuk SCI telah berlaku ¹, seperti yang telah diuji sel stem mesenchymal ¹, dan ubat-ubatan seperti antagonis natrium / glutamat ², dan minocycline antibiotik ³ . Dalam konteks ini, karya yang dibentangkan oleh Angeli dan rakan-rakan dalam isu semasa Brain menyajikan strategi baru untuk rawatan SCI ⁴ . Dalam kajian mereka, 4 pesakit dengan motor lengkap SCI telah mendaftar. Lebih dari 2 tahun telah berlalu sejak SCI di semua pesakit, dan paras kecederaan adalah dari C7 hingga T5. Unit rangsangan korda epidural telah ditanam secara surgikal pada tahap T11 / 12. Yang menghairankan, semua 4 pesakit dengan lumpuh lengkap kronik memulihkan pergerakan sukarela kaki mereka melalui rangsangan epidural tidak lama selepas implantasi peranti. Selain itu, pesakit boleh mengaktifkan gerakan motor kaki mereka mengikut isyarat visual dan auditori. Kedudukan berulang dan latihan sukarela menggunakan rangsangan epidural menggalakkan penjanaan daya tinggi dan ketepatan pergerakan otot kaki.

Titik yang menarik dalam kajian ini ialah strategi terapeutik SCI yang tidak tertumpu pada tapak lesi itu sendiri, tetapi di bawah tahap tapak lesi pada saraf tunjang. Di dalam terapi pemindahan sel, tumpuan adalah menggantikan sel-sel saraf yang rosak dan mempromosikan regenerasi akson dan remamelination di dan di seluruh tapak lesion. Walau bagaimanapun, hasil dari kerja ini menunjukkan satu strategi baru untuk mengaktifkan litar saraf tunjang yang terselamat di bawah tahap kecederaan oleh rangsangan epidural, tanpa sebarang rawatan langsung pada tapak lesi. Di dalam saraf tunjang lumbal, penjana pola utama (CPG) yang mengawal perilaku locomotor hindlimbs diketahui wujud ⁵, dan rangsangan epidural dalam kerja ini dapat menyumbang kepada pengaktifan litar neural CPG. Sebaliknya, mekanisme yang tetap di mana masukan visual dan auditori turun ke litar tulang belakang melalui akson yang sangat terganggu di tapak lesion masih sukar difahami. Walau bagaimanapun, Courtine dan rakan sekerja menunjukkan bahawa, tanpa adanya sebarang input supraspinal, mekanisme pembelajaran yang bergantung kepada penggunaan dapat menggalakkan pemulihan rentetan treadmill bearing berat dalam model pemanah SCI ⁶ . Oleh itu, rangsangan litar saraf CPG dalam saraf tunjang lumbar boleh menjadi sasaran terapeutik baru untuk SCI.

Batasan utama kerja ini adalah jumlah kecil pesakit yang terdaftar. Walaupun pesakit adalah agak muda (bermakna 26.9 tahun), kelaziman SCI cenderung meningkat pada pesakit geriatrik ⁷, dan hasil dalam kumpulan pesakit ini perlu diperiksa. Kajian masa depan diperlukan untuk menyiasat kesan fungsional rangsangan epidural dan latihan dalam ujian klinikal yang lebih besar.

Lihat Sumber

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

Institut Kesihatan Kebangsaan. Rangsangan tulang belakang membantu empat pesakit dengan paraplegia mengembalikan pergerakan sukarela. http://www.nih.gov/news/health/apr2014/nibib-08.htm. Diakses pada 8 April 2014.

Universiti Louisville. Empat lelaki lumpuh secara sukarela menggerakkan kakinya, sebuah 'penemuan yang belum pernah berlaku' untuk masyarakat lumpuh. http://louisville.edu/medicine/news/four-paraplegic-men-voluntarily-move-their-legs-an-unpralami-breakthrough-for-paralysis-community. Diakses pada 8 April 2014.

Rujukan Ulasan
1. Tetzlaff W, et al. Kajian sistematik terapi pemindahan selular untuk kecederaan saraf tunjang. J Neurotrauma . 28: 1611-1682, doi: 10.1089 / neu.2009.1177 (2011).

2. Fehlings MG, et al. Riluzole untuk rawatan kecederaan saraf tunjang trauma akut: rasional dan reka bentuk uji klinikal NACTN Fasa I. J Neurosurg Spine . 17: 151-156, doi: 10.3171 / 2012.4.AOSPINE1259 (2012).

3. Casha S, et al. Keputusan ujian percubaan rawak plasebo fasa II minocycline dalam kecederaan saraf tunjang akut. Otak . 135: 1224-1236, doi: 10.1093 / brain / aws072aws072 [pii] (2012).

4. Angeli CA, Edgerton VR, Gerasimenko YP, Harkema SJ. Mengubah kecemasan saraf tunjang membolehkan pergerakan sukarela selepas kelumpuhan lengkap kronik pada manusia. Otak . doi: awu038 [pii] 10.1093 / brain / awu038 (2014).

5. Litar Kiehn O. Locomotor dalam saraf tunjang mamalia. Annu Rev Neurosci . 29: 279-306, doi: 10.1146 / annurev.neuro.29.051605.112910 (2006).

6. Courtine G, et al. Transformasi litar tulang belakang bukan fungsional ke dalam keadaan berfungsi selepas kehilangan input otak. Nat neurosci . 12: 1333-1342, doi: 10.1038 / nn.2401nn.2401 [pii] (2009).

7. Martin ND, et al. Titik inflamasi kematian untuk kecederaan saraf tulang belakang umur dan akut. J Trauma . 71: 380-385; perbincangan 385-386, doi: 10.1097 / TA.0b013e318228221f00005373-201108000-00016 [pii] (2011).