Progrese pv paralizia (implantul electric)

Este posibil ca de acum înainte paralizia să nu mai însemne o viaţă petrecută într-un scaun cu rotile. Un om paralizat de la brâu în jos şi-a recuperat capacitatea de a sta în picioare şi de a-şi mişca picioarele fără ajutor graţie antrenării cu ajutorul unui implant electric.

Andrew Meas din Louisville, Kentucky relatează cum acest dispozitiv i-a schimbat viaţa ("Dintr-o dată am observat că pot să îmi mişc degetul mic"). Se bănuieşte că stimulul furnizat de implant fie a consolidat conexiuni persistente "tacite" aflate deasupra măduvei spinării lezate, fie chiar a creat conexiuni noi, permiţându-i acestuia să se deplaseze chiar şi atunci când implantul este oprit.

Rezultatul este extrem de promiţător, deoarece arată că măduva spinării  (despre care s-a crezut mult timp că odată lezată nu se mai poate vindeca) își poate reface conexiunile şi relua funcţia chiar şi după ani de zile de la apariţia leziunii, dacă este stimulată corespunzător.

Studii anterioare realizate pe animale care aveau membrele posterioare paralizate au arătat că o stimulare electrică continuă a măduvei spinării, sub nivelul leziunii, îi permite animalului să stea în picioare şi să facă mişcări asemănătoare mersului. Acest lucru se întâmplă deoarece stimularea permite informaţiei legate de propriocepţie (perceperea poziţiei corpului şi a activităţii musculare ) să ajungă de la membrele inferioare la măduva spinării. La rândul ei, măduva spinării  permite muşchilor membrelor inferioare să reacţioneze şi să susţină corpul, fără a fi nevoie de informaţii venite de la creier (Journal of Neuroscience, doi.org/czq67d).

Anul trecut, cercetătoarele Susan Harkema şi Claudia Angeli de la Frazier Rehab Institute şi de la Universitatea din Louisville au aplicat aceste cunoştinţe pentru a trata un bărbat care a rămas paralizat de la gât în jos în 2006, în urma unui accident de maşină.

La început acesta a urmat numeroase şedinţe de fizioterapie în cadrul cărora membrele sale inferioare erau mişcate de fizioterapeuţi în timp ce greutatea sa era suportată de un echipament.

Următorul pas a fost implantarea a 16 electrozi în partea inferioară a măduvei spinării cu ajutorul cărora să se realizeze o  stimulare electrică continuă. Când stimulatorul a fost pornit şi el a fost ridicat în picioare în poziţie corectă, a reuşit să-şi menţină singur poziţia şi să rămână în picioare chiar de la prima încercare.

Ceea ce a urmat a fost uimitor. După ce se antrenase timp de 7 luni în acest mod, Andrew Meas a încercat să îşi să-şi mişte degetele de la picioare. "Pur şi simplu a început să încerce să îşi mişte degetul", a afirmat Angeli. Reacţia lui a fost ceva de genul: "Uite, se mişcă!" Testele ulterioare au dovedit că putea să-şi mişte, de asemenea, gleznele şi gambele, ceea ce  arăta că semnalele voluntare provenite de la creier reuşiseră să depăşească obstacolul reprezentat de leziunea măduvei.

Cu timpul, voluntarul şi-a recăpătat în oarecare măsură şi controlul asupra vezicii urinare, precum şi funcţia sexuală, iar organismul său a început să-şi regleze temperatura în mod mai eficient (The Lancet, doi.org/b3spxp). Toate aceste activităţi presupun o implicare din partea creierului, ceea ce confirmă faptul că semnalele nervoase puteau acum „călători” şi prin regiunea lezată a măduvei, atâta timp cât stimulatorul electric funcţiona.

Reggie Edgerton de la Universitatea din California, Los Angeles, care, de asemenea, a contribuit la acest studiu afirmă că motivul iniţial pentru care s-a  realizat experimentul a fost acela de a utiliza propriocepţia pentru a dicta măduvei spinării ce să facă pentru a putea permite cuiva să stea în picioare. "Nu ne-am gândit niciun moment că stimularea ar funcţiona şi invers, acţionând asupra conexiunilor dintre măduva spinării şi creier", afirmă el.

Explicaţia cea mai probabilă este aceea că s-au dezvoltat noi conexiuni de-a lungul măduvei spinării lezate. Dar din moment ce răspunsul la stimulare nu a fost niciodată demonstrat la animale, o explicaţie mai plauzibilă este aceea că stimularea a intensificat activitatea conexiunilor medulare deteriorate până dincolo de pragul necesar pentru ca acestea să poată transmite informaţiile de la creier la membre. Cercetătorii cred că ar putea exista nişte conexiuni „tăcute”, care nu pot fi vizualizate cu ajutorul tehnicilor de imagistică medicală existente în prezent şi care sunt prea vătămate ca să poată funcţiona singure, dar care pot fi determinate să depăşească pragul minim de activare, cu ajutorul stimulării electrice", afirmă Edgerton.

O altă sugestie este că fibrele senzoriale care au permis acestui pacient special să păstreze un oarecare simţ tactil  în membrele sale inferioare ar fi putut fi folosite pentru a redobândii controlul motor. Pentru a exclude acest lucru, Angeli şi colegii săi l-au selectat pe Meas alături de un alt voluntar care sufereau de paralizie completă motorie şi senzorială. Încă de la prima şedinţă cu implant electric, ambii au putut să-şi mişte membrele inferioare atunci când acestea au fost stimulate.

"Noi bănuim că este posibil ca primul voluntar să fi fost capabil să facă acest lucru imediat, dar nu a încercat niciodată", afirmă Angeli care a prezentat rezultatele la sfârșitul lunii octombrie în cadrul conferinţei Society for Neuroscience.

De-a  lungul timpului toţi cei trei voluntari au fost în măsură să efectueze o varietate de mişcări, de la flexia întregului picior până la extinderea degetului. Capacitatea lor de coordonarea s-a ameliorat permiţându-le acestora să imprime mai multă forţă fiecărei mişcări. Şi după patru luni de şedinţe de fizioterapie, gradul de stimulare necesar pentru imprimarea aceluiaşi grad de mişcare a scăzut.

Cu  toate acestea, a mai apărut o mare surpriză. La conferinţă Angeli a demonstrat cum după trei luni Andrew Meas a reuşit să îşi mişte picioarele şi să stea drept chiar şi  fără ajutorul stimulatorului. "Într-o zi se antrena cu ajutorul dispozitivului care la un moment dat a fost întrerupt şi Andreas încă se putea mişca", relatează ea. "Nu ne-am aşteptat să se întâmple atât de repede".

Oamenii de ştiinţă doresc acum să afle mai multe informaţii despre modul în care „conexiunile tăcute” ar putea fi stimulate să-şi depăşească pragul necesar activării. "Utilizăm un implant care a fost creat în urmă cu trei decade şi care era proiectat să suprime durerea".

"Noi am considerat că este suficient să dovedim că idea ar putea funcţiona, dar voluntarii noștri îşi pierd cumpătul, deoarece ei ştiu ce au de făcut, doar că dispozitivul de stimulare nu este încă suficient de bun pentru a le permite să realizeze acest lucru".

Pentru moment, niciunul dintre voluntari nu poate să se deplaseze neajutat, dar specialiştii cred că acest lucru s-ar putea schimba odată ce tehnologia utilizată s-ar perfecţiona. De exemplu, ar putea fi de ajutor implantarea unor stimulatoare separate pentru fiecare picior, afirmă Angeli.

Brian Noga, care lucrează în domeniul cercetării care vizează lezarea măduvei spinării la University of Miami Health System din Florida, relatează că lucrările demonstrează în mod cert că pot exista conexiuni care pot fi reactivate chiar şi în cazul persoanele cu cele mai grave leziuni ale coloanei vertebrale.

"Ne determină, într-adevăr, să ne deschidem mintea spre posibilităţi foarte noi", afirmă Edgerton. "Toate acele persoane care sunt considerate complet paralizate şi ştiu despre acest experiment se gândesc cu siguranţă la următorul lucru: "Sunt eu unul dintre cei care poate să facă acest lucru? "Chiar nu ştim."

"Dintr-o dată am sesizat că pot să îmi mişc degetul mic."

"Eram într-o croazieră pe autostradă atunci când tipul acesta bătrân a încercat să traverseze şoseaua pe patru benzi în mare grabă. M-a lovit şi am ajuns pe banda opusă. Din fericire cineva m-a găsit înaintea celor din trafic."

În data de 6 septembrie 2007, Andrei Meas din Louisville, Kentucky, a suferit o leziune a coloanei vertebrale într-o regiune care se afla aproape de gâtul lui. Acest lucru a dus la paralizia completă a trunchiului său şi a membrelor inferioare. "Am luat parte la 80 de ședințe de ortostatism susţinut şi de reeducare motorie şi nu s-a întâmplat nimic.

Apoi lui Meas i s-a implantat un dispozitiv cu 16 electrozi de plumb la  nivelul segmentelor inferioare ale măduvei spinării. Acest lucru oferă stimulare electrică constantă a membrelor inferioare sale. "Când a fost pornit resimţeam un şoc la nivelul muşchilor", relatează el. El a fost capabil să stea în picioare  şi să îşi susţină greutatea corpului.

"A fost minunat", spune Meas. Toate problemele cu  tensiunea arterială, vederea şi cu controlul vezicii urinare s-au rezolvat. Dar au existat mai multe surprize. La trei luni după ce a început antrenamentul pentru stimulare, el stătea pe un covoraş încercând să-şi mişte diferite părţi ale corpului şi la un moment dat  implantul a fost oprit. "Dintr-o dată am observat că puteam să îmi mişc degetul mic. L-am rotit."

Acum, mişcarea voluntară începe să-şi croiască drum în jurul corpului său. "Pot simţi contracţia musculară într-o măsură mai mare, în partea de jos a piciorului stâng, iar acum mă antrenez din greu să pot lovi cu piciorul în exterior şi să-mi ridic genunchii".

"Când s-a întâmplat pentru prima dată am fost cu toţii foarte încântaţi de acest lucru", relatează el. "A fost uimitor, sentimentul cel mai normal pe care îl simţisem de la accident până în acel moment".

---

Andrew Meas şi alţi doi voluntari pe care a fost testat dispozitivul au reuşit, cu timpul să, execute diverse mişcări, de la flexia gambei până la extensia degetelor de la picioare. Coordonarea motorie s-a îmbunătăţit şi forţa mişcărilor a crescut treptat, astfel încât, după 4 luni de antrenament, intensitatea stimulării necesare pentru execuţia unei anumite mişcări s-a redus.