Spinální stimulace a obnova hybnosti paraplegiků

Tým vedený Claudií Angeliovou z Kentucky Spinal Cord Injury Research Center při University of Louisville referuje v lékařském časopise Brain o výsledcích rehabilitace čtyř paraplegických pacientů využívajících prototyp zařízení, jež stimuluje míchu prostřednictvím systému šestnácti elektrod. Spinální stimulace byla kombinována s rehabilitací na pohyblivém pásu. Studie zahrnula i pokroky v rehabilitaci pacienta Roba Summerse, který se před třemi roky podrobil prvním testům. Překvapivě dobré výsledky Summersovy rehabilitace byly již dříve zveřejněny v předním lékařském časopise Lancet.

Summers trpěl po poškození míchy v hrudní páteři kompletní motorickou paralýzou, ale měl v míše částečně zachované senzorické nervové dráhy. Stejný typ postižení měl i další dobrovolník zařazený do studie. Zbývající dva dobrovolníci vykazovali kompletní motorickou i senzorickou paralýzu.

Pacientům byly voperovány do míchy stimulační elektrody. Během rehabilitace byli zavěšeni v postroji nad pohyblivý pás a zároveň jim byla stimulována mícha. S pomocí členů výzkumného týmu se pokoušel pacient stát a posléze i chodit. Cílem celé procedury bylo posílit nervové obvody, které jsou zodpovědné za základní motorické funkce probíhající bez přímých podnětů z mozku. Kromě ryze reflexních pohybů, jako je reakce na bolestivý podnět, patří k těmto pohybům i standardní krok. Samotný elektrický stimul přenášený do míchy elektrodami nestačí na vyvolání pohybu dolní končetiny. Vědci ale spoléhali na to, že pacientovi pomohou senzorické vjemy při pohybu dolních končetin na pohyblivém pásu.

Po opakované stimulaci míchy prováděné současně s pohybovou rehabilitací se motorické funkce Roba Summerse postupně zlepšovaly. Jeho dolní končetiny například unesly váhu těla a pacient dokázal stát bez dopomoci asistentů po dobu až čtyř minut. Postupem času docházelo u tohoto pacienta ke zlepšení dalších tělesných funkcí, jako je regulace krevního tlaku, tělesné teploty, kontrola močového měchýře. Patrné bylo i zlepšení sexuálních funkcí.

Význam senzorických vjemů pro rehabilitaci mělo prokázat zařazení dvou dobrovolníků, kteří měli senzorické dráhy nefunkční. K velkému překvapení vědců se ale také u těchto pacientů dostavilo zlepšení srovnatelné se Summersem. Podobně jako u Summerse došlo také u tří zbývajících pacientů během několika dní rehabilitace k určité obnově motorických funkcí. Rychlost, s jakou se motorické funkce obnovily, svědčí o tom, že některá senzorická spojení zůstala v míše zachována i u pacientů se senzorickou paralýzou. Tato spojení zřejmě nebyla plně funkční a rehabilitace se stimulací míchy je aktivovaly.

Za velmi významnou považují autoři studie skutečnost, že pacienti byli schopni modulovat pohyby v reakci na zrakové nebo sluchové stimuly. Dokázali například synchronizovat pohyby kotníku, chodidla a prstů nohy se vzestupnou a sestupnou fází vlny promítané na monitor počítače. Tři ze čtyř dobrovolníků dokázali měnit sílu ohýbání dolní končetiny v reakci na tři různě silné zvukové signály.

„Skutečnost, že mozek je s to využít několika zachovaných spojů a reagovat na komplikované zrakové nebo zvukové signály, je prostě úžasná. Dokazuje to, že informace z mozku se dostává na příslušná místa míchy a osoba tak může s úžasnou přesností kontrolovat své pohyby,“ komentoval výsledky studie člen výzkumného týmu Reggie Edgerton.

Edgerton vyvinul systém stimulačních elektrod. Původně byly určeny pro potlačení bolestí zad. Teprve pokusy na zvířatech odhalily, že možnosti zařízení jsou podstatně širší.

Pacienti byli opětovně testováni s odstupem několika měsíců, během kterých měli denně na jednu hodinu zapnutou spinální stimulaci a zároveň trénovali vleže vědomé pohyby dolních končetin. Na konci tohoto období byli někteří dobrovolníci s to pohybovat dolními končetinami větší silou při menší intenzitě stimulace. Někteří vykonávali tyto pohyby s vyšší přesností.

Reggie Edgerton spolupracuje s elektrotechniky a bioinženýry z California Institute of Technology na novém systému elektrod pro spinální stimulaci. Systém využívá sedmadvaceti elektrod uspořádaných do velmi husté sítě. Preklinické testy na laboratorních potkanech naznačují, že systém by mohl zajistit podstatně lepší kontrolu nad lokomocí. Ve vývoji jsou i systémy pro epidurální a transkutánní stimulaci míchy, které nevyžadují implantaci elektrod přímo do nervové tkáně.

Zdroj: Medical Tribune