Περιεχόμενα
Ένα βίντεο δείχνει πώς η τεχνολογία μεταφράζει τις σκέψεις από τον εγκέφαλο σε ηλεκτρικά σήματα που πυροδοτούν την κίνηση.
Ένας 40χρονος άνδρας του οποίου τα πόδια είναι παράλυτα μπορεί να ανεβαίνει σκάλες, να κινείται πάνω από ράμπες και να περπατάει, χάρη σε εμφυτεύματα στον εγκέφαλο και στο νωτιαίο μυελό του που συνδυάζονται με εξωτερικές συσκευές που βοηθούν στην κίνηση.
Πριν από 12 χρόνια, ο Gert-Jan Oskam, υπέστη κάκωση νωτιαίου μυελού από ατύχημα με μοτοσικλέτα
«Όταν τον συναντήσαμε, ήταν εντελώς παράλυτος, ανίκανος να κάνει ένα βήμα μόνος του χωρίς βοήθεια», είπε ο Grégoire Courtine, συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό «Nature» και νευροεπιστήμονας στο EPFL, ένα ερευνητικό πανεπιστήμιο στην Ελβετία.
Το 2017, ο Oskam έλαβε ένα πειραματικό εμφύτευμα στον νωτιαίο μυελό του ως μέρος μιας διαφορετικής κλινικής δοκιμής, η οποία τον βοήθησε να ανακτήσει την ικανότητά του να περπατά. Ανασηκώνοντας ελαφρά τη φτέρνα του, ο Oskam θα ενεργοποιούσε ένα ηλεκτρικό ρεύμα που διέγειρε τα νεύρα του νωτιαίου μυελού του, για να του επιτρέψει να κάνει βήματα.
Αλλά αυτά τα βήματα ήταν αδέξια και δεν μπορούσε να ανελιχθεί γύρω από εμπόδια ή να περπατήσει σε ανώμαλες επιφάνειες.
«Ένιωθα ότι με κάθε βήμα είχα λίγο άγχος, ότι έπρεπε να είμαι συγχρονισμένος, διαφορετικά δεν θα έκανα ένα καλό βήμα», είπε ο Oskam κατά τη διάρκεια μιας κλήσης με δημοσιογράφους την Τρίτη.
Πρόκειται για σύστημα που διαφέρει από τις υπάρχουσες τεχνολογίες ως προς την ικανότητά του να μεταφράζει τα εγκεφαλικά σήματα σε κίνηση.
Όταν ο Oskam σκέφτεται να κινήσει τα πόδια του, το εμφύτευμα στον εγκέφαλό του στέλνει ένα σήμα σε έναν εξωτερικό υπολογιστή, τον οποίο ο Oskam «φοράει» πάνω του. Στη συνέχεια, ο υπολογιστής επεξεργάζεται και αναμεταδίδει αυτό το σήμα σε έναν βηματοδότη στην κοιλιά του Oskam, ο οποίος με τη σειρά του στέλνει ηλεκτρικούς παλμούς στο παλαιότερο εμφύτευμα που ήταν ήδη στο νωτιαίο μυελό του. Αυτό ωθεί τα πόδια του Oskam να κινηθούν. Ένα κράνος με δύο κεραίες βοηθά τα εμφυτεύματα να παραμένουν συνδεδεμένα με τον υπολογιστή.
Οι παλαιότερες τεχνολογίες που χρησιμοποιούν ηλεκτρική διέγερση νεύρων, ενώ έχουν μελετηθεί περισσότερο, βασίζονται σε μικροσκοπικές κινήσεις από τον ασθενή ή το πάτημα ενός κουμπιού για να βοηθήσουν τον ασθενή να περπατήσει.
Ο Henri Lorach, ένας άλλος επιστήμονας του EPFL που συμμετείχε στην έρευνα, είπε στους δημοσιογράφους ότι χρησιμοποιώντας το νέο σύστημα, ο Oskam μπορούσε να περπατήσει φυσικά μετά από αρκετά λεπτά προπόνησης. Κέρδισε επίσης περισσότερο έλεγχο στις κινήσεις των ποδιών του και ήταν σε θέση να πλοηγηθεί σε εδάφη τεχνητού, όπως μονοπάτια από χαλίκι.
«Η διέγερση πριν με έλεγχε, και τώρα ελέγχω τη διέγερση», είπε ο Oskam.
Πρόσθεσε ότι τώρα μπορεί να περπατήσει 100 έως 200 μέτρα (περίπου 330 με 660 πόδια) την ημέρα και να στέκεται χωρίς υποστήριξη για περίπου δύο ή τρία λεπτά.
«Την περασμένη εβδομάδα, κάτι χρειαζόταν να βάψει και δεν υπήρχε κανείς να με βοηθήσει, έτσι πήρα τον περιπατητή και τη μπογιά και το έκανα μόνος μου ενώ ήμουν όρθιος», είπε.
Πόση κινητικότητα μπορεί να αποκτήσει ένας άνθρωπος;
Ο Peter Grahn, μηχανικός στο τμήμα νευρολογικής χειρουργικής της Mayo Clinic που δεν συμμετείχε στη νέα μελέτη, είπε ότι ένα προφανές πλεονέκτημα της τεχνολογίας είναι ότι είναι λιγότερο δυσκίνητη από τις συσκευές εξωσκελετού, που υποστηρίζουν το περπάτημα μέσω ογκωδών μεταλλικών πλαισίων.
«Πολλές συσκευές έχουν δείξει βελτίωση σε άτομα με τραυματισμό του νωτιαίου μυελού, αλλά μετά οι άνθρωποι πηγαίνουν σπίτι και αυτή η συσκευή κάθεται στην ντουλάπα τους», είπε ο Grahn.
Τα βήματα του Oskam είναι ακόμα αργά, αλλά η Courtine είπε ότι οι μελλοντικές εκδόσεις της τεχνολογίας μπορεί κάποια μέρα να του επιτρέψουν να κινηθεί πιο γρήγορα.
Οι ερευνητές σημείωσαν ότι κατά τη διάρκεια της μελέτης, ο Oskam ανέκτησε την ικανότητα να περπατά με πατερίτσες ακόμα και όταν η τεχνολογία ήταν απενεργοποιημένη. Πιστεύουν ότι το σύστημα εμφυτεύματος μπορεί να έχει ενεργοποιήσει μονοπάτια στον εγκέφαλό του που είχαν αδρανήσει αλλά ήταν ακόμα ανατομικά άθικτα.
“Αυτό που κάνουν αυτές οι τεχνολογίες είναι να μεγιστοποιήσουν το υπάρχον υλικό, βασικά, στο νευρικό σύστημα. Αυτό που συμβαίνει, πιστεύουμε, είναι ότι ενεργοποιώντας ξανά αυτά τα μονοπάτια, τα ενισχύουν”, δήλωσε ο Marco Capogrosso, επίκουρος καθηγητής νευρολογικής χειρουργικής στο Πανεπιστήμιο του Πίτσμπουργκ. .
Οι ερευνητές σημείωσαν ότι κατά τη διάρκεια της μελέτης, ο Oskam ανέκτησε την ικανότητα να περπατά με πατερίτσες ακόμα και όταν η τεχνολογία ήταν απενεργοποιημένη. Πιστεύουν ότι το σύστημα εμφυτεύματος μπορεί να έχει ενεργοποιήσει μονοπάτια στον εγκέφαλό του που είχαν αδρανήσει αλλά ήταν ακόμα ανατομικά άθικτα.
«Αυτό που κάνουν αυτές οι τεχνολογίες είναι να μεγιστοποιήσουν το υπάρχον υλικό, βασικά, στο νευρικό σύστημα. Αυτό που συμβαίνει, πιστεύουμε, είναι ότι ενεργοποιώντας ξανά αυτά τα μονοπάτια, εκείνα ενισχύονται», δήλωσε ο Marco Capogrosso, επίκουρος καθηγητής νευρολογικής χειρουργικής στο Πανεπιστήμιο του Πίτσμπουργκ.
The Brain Computer Interface that reverses paralysis // www.neurorestore.swiss from Neurorestore. Swiss on Vimeo.
Ο Capogrosso, ο οποίος βοήθησε σε μια προηγούμενη έκδοση της έρευνας που δοκίμασε τη νέα τεχνολογία σε πιθήκους, δημοσίευσε ένα έγγραφο πέρυσι που αποδεικνύει ότι η ηλεκτρική διέγερση νεύρων μπορεί να βοηθήσει τους ανθρώπους να ανακτήσουν την κίνηση των χεριών και των χεριών μετά από ένα εγκεφαλικό. Ωστόσο, δεν είναι σαφές εάν η νέα τεχνολογία θα λειτουργούσε καλά για άτομα με πιο σοβαρή παράλυση, είπε.
Η Μέγκαν Γκιλ, επίκουρη καθηγήτρια φυσιοθεραπείας στην κλινική Mayo, η οποία επίσης δεν συμμετείχε στη μελέτη, είπε επίσης ότι είναι δύσκολο να πούμε πόσο η τεχνολογία επηρέασε την ανάρρωση του Όσκαμ, δεδομένου ότι ο τραυματισμός του ήταν μέτριος και υποβλήθηκε σε αποκατάσταση πριν από την μελέτη.
Το σύστημα εμφυτευμάτων «δεν απομακρύνει κάποιον εντελώς παράλυτο από το να ξαπλώσει στο κρεβάτι και να μην κινηθεί προς τα πάνω και να περπατήσει», είπε ο Gill. “Αυτό το άτομο είχε κάποια ικανότητα να στέκεται. Είχε κάποια ικανότητα να περπατά ακόμη και πριν εμφυτευθεί αυτή η τεχνολογία.”
Επιπλέον, είπε ο Grahn, οι περισσότεροι άνθρωποι με παράλυση δεν είχαν την ηλεκτρική νευρική διέγερση που έλαβε ο Oskam, γεγονός που καθιστά δύσκολο να γνωρίζουμε πόσο καλά θα λειτουργούσε η τεχνολογία σε άλλες περιπτώσεις.
«Τεχνολογικά, είμαι κατά κάποιο τρόπο απογοητευμένος από αυτό το χαρτί, αλλά για εφαρμογή στον πραγματικό κόσμο, υπάρχουν πολλές προκλήσεις», είπε.
Η Courtine ήταν πιο αισιόδοξη.
«Δεν υπάρχει κανένας λόγος να μην ισχύει για τη συντριπτική πλειοψηφία των ανθρώπων με κάκωση νωτιαίου μυελού», είπε.
Ο Courtine επεσήμανε τη δική του προηγούμενη έρευνα, η οποία διαπίστωσε πέρυσι ότι μια μορφή ηλεκτρικής νευρικής διέγερσης χωρίς εμφύτευμα εγκεφάλου βοήθησε τρία άτομα χωρίς ανεξάρτητη κινητική λειτουργία να ανακτήσουν την ικανότητά τους να στέκονται και να πατούν.
«Δεν υπάρχει κανένας λόγος για τον οποίο, αν προσθέσετε τον έλεγχο του εγκεφάλου, δεν θα είναι πολύ, πολύ καλύτερο», είπε.
Η Courtine ήταν πιο αισιόδοξη.
«Δεν υπάρχει κανένας λόγος να μην ισχύει για τη συντριπτική πλειοψηφία των ανθρώπων με κάκωση νωτιαίου μυελού», είπε.
Ο Courtine επεσήμανε τη δική του προηγούμενη έρευνα, η οποία διαπίστωσε πέρυσι ότι μια μορφή ηλεκτρικής νευρικής διέγερσης χωρίς εμφύτευμα εγκεφάλου βοήθησε τρία άτομα χωρίς ανεξάρτητη κινητική λειτουργία να ανακτήσουν την ικανότητά τους να στέκονται και να πατούν.
«Δεν υπάρχει κανένας λόγος για τον οποίο, αν προσθέσετε τον έλεγχο του εγκεφάλου, δεν θα είναι πολύ, πολύ καλύτερο», είπε.
Πότε θα μπορούσαν οι παράλυτοι ασθενείς να έχουν πρόσβαση σε αυτήν την τεχνολογία;
Ο Dave Marver, Διευθύνων Σύμβουλος της Onward, της εταιρείας ιατρικής τεχνολογίας που αναπτύσσει το νέο σύστημα που χρησιμοποιεί ο Oskam, είπε ότι η εταιρεία έχει προγραμματίσει επιπλέον δοκιμές για τους επόμενους 12 έως 18 μήνες. Δύο άτομα θα λάβουν εμφυτεύματα σε μια προσπάθεια να τους βοηθήσουν να περπατήσουν και άλλα δύο για να αποκαταστήσουν τη λειτουργία των χεριών τους.
Ο Marver υπολόγισε ότι το σύστημα θα μπορούσε να γίνει εμπορικά διαθέσιμο σε τέσσερα έως επτά χρόνια, αν και θα χρειαζόταν πρώτα έγκριση από την Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων. Είπε ότι η Onward σχεδιάζει να συνεργαστεί με τις Cents for Medicare και Medicaid Services για να καλύπτεται ασφάλιση.
«Το μέσο κόστος στη διάρκεια μιας ζωής για την υποστήριξη κάποιου με τετραπληγία είναι 5 εκατομμύρια δολάρι», είπε ο Marver.
Ο Gill, ωστόσο, σημείωσε ότι οι κλινικοί γιατροί θα χρειάζονταν εκπαίδευση για το πώς να χρησιμοποιούν το τεχνικό σύστημα.