Травми спинного мозку, як відомо, важко піддаються лікуванню. Вони ще більш складні для пацієнтів, які були паралізовані протягом кількох років. За даними Національної асоціації травм спинного мозку , тільки в США понад 450 000 людей живуть із травмою спинного мозку. На щастя, команда дослідників розробила новий імплантат, який може скасувати параліч у пацієнтів із важкими травмами спинного мозку.
Цей імплантат, розроблений Джоселін Блох, нейрохірургом з Університетської лікарні Лозанни, та Грегуаром Куртіном, професором нейронаук у Швейцарському федеральному технологічному інституті, використовує спеціально розроблені електроди для відновлення зв’язку мозку з паралізованою нижньою частиною тіла. Результати цього дослідження були опубліковані в журналі Nature Medicine.
Імплантат встановлюється в спинний мозок і прикріплюється до нервових волокон пацієнта. Замість націлювання на рецептори болю імплантат використовує електроди для надсилання персоналізованих сигналів до спинномозкових нервів, які відповідають за контроль рухів ніг і тулуба. Це імітує роботу мозку, посилаючи електричні імпульси до м’язів.
Як правило, нерви здорового хребта передають сигнали від мозку до ніг. Але після травми хребта ці сигнали стають слабкими або відсутні. М’язи ніг можуть бути достатньо здоровими, щоб ходити, але без сигналу мозку вони залишаються нерухомими.
Ось тут і з’являється новий імплантат. Він допомагає пацієнтам знову ходити, діючи як підсилювач сигналу, відновлюючи зв’язок між мозком і нижньою частиною тіла. Програмне забезпечення штучного інтелекту, яке супроводжує імплантат, запускає електричні імпульси.
«Наші алгоритми стимуляції все ще базуються на імітації природи», — пояснила Куртін у заяві для преси . «І наші нові м’які імплантовані електроди призначені для розміщення під хребцями, безпосередньо на спинному мозку. Вони можуть модулювати нейрони, що регулюють певні групи м’язів. Керуючи цими імплантатами, ми можемо активувати спинний мозок так, як це робив би мозок природним чином, щоб пацієнт стояв, ходив, плавав або їздив, наприклад, на велосипеді».
Блох додав, що «проривом тут є довші, ширші імплантовані електроди з електродами, розташованими таким чином, що точно відповідають корінцям спинномозкових нервів. Це дає нам точний контроль над нейронами, що регулюють певні м’язи».
Куртін і його команда випробували новий імплантат на трьох повністю паралізованих пацієнтах, які постраждали в аварії на мотоциклі. У всіх трьох пацієнтів у дослідженні була повна втрата довільних рухів нижньою частиною тіла. У двох навіть була повна втрата чутливості.
Після введення імплантатів дослідники використовували планшет, щоб ініціювати унікальні послідовності електричних імпульсів для активації м’язів учасників. І за добу всі троє пацієнтів відновили рухливість і змогли стояти, ходити і навіть торгувати. Через шість місяців з імплантатом вони знову могли ходити та займатися більш складними видами діяльності.
Більше того, оскільки технологія мініатюрна, пацієнти можуть виконувати свої тренувальні вправи просто неба, а не лише в лабораторії.
«Усі троє пацієнтів змогли стояти, ходити, крутити педалі, плавати та контролювати рухи тулуба лише через день після активації їхніх імплантатів», — сказала Куртін . «Це завдяки конкретним програмам стимулювання, які ми написали для кожного виду діяльності. Пацієнти можуть вибрати потрібну активність на планшеті, а відповідні протоколи передаються на кардіостимулятор у черевній порожнині».
За словами Куртін, ще потрібно пройти довгий шлях, перш ніж імплантат можна буде розгорнути та використовувати регулярно, щоб допомогти паралізованим людям просто ходити.
«Це не ліки від травми спинного мозку. Але це важливий крок для покращення якості життя людей. Ми збираємося розширити можливості людей», – сказав він. «Ми дамо пацієнтам можливість стояти, робити якісь кроки . Цього недостатньо, але це значне покращення».
Куртін і Блох планують працювати з іншими дослідниками, щоб зробити імплантат і його технологію більш зручними для щоденного використання. Це включає в себе інтеграцію з розумними годинниками та іншими пристроями. Крім того, команда сподівається розпочати клінічне випробування на 50-100 пацієнтах протягом кількох років і, зрештою, випробування на 1000 осіб, щоб отримати схвалення Управління з контролю за продуктами й ліками США (FDA). У разі схвалення імплант може дати нову надію тисячам паралізованих людей у всьому світі.
