Τα άτομα με πλήρη παράλυση περπατούν ξανά μετά την ανακάλυψη της διέγερσης των νεύρων
Χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό ηλεκτρικής διέγερσης και έντονης φυσικοθεραπείας, εννέα άτομα με χρόνιες κακώσεις της σπονδυλικής στήλης αποκαταστάθηκε η ικανότητά τους να περπατούν.
Όλοι υπέφεραν από σοβαρή ή πλήρη παράλυση ως αποτέλεσμα βλάβης στον νωτιαίο μυελό τους. Είναι απίστευτο ότι όλοι οι εθελοντές είδαν βελτιώσεις αμέσως και συνέχισαν να παρουσιάζουν βελτιώσεις πέντε μήνες αργότερα.
Μια πρόσφατη μελέτη από ερευνητές από την ελβετική ερευνητική ομάδα NeuroRestore εντόπισε τις ακριβείς νευρικές ομάδες που διεγείρονται από τη θεραπεία, χρησιμοποιώντας ποντίκια ως σημείο εκκίνησης.
Τα νευρικά κύτταρα που ενορχηστρώνουν το περπάτημα βρίσκονται στο τμήμα του νωτιαίου μυελού που διατρέχει το κάτω μέρος της πλάτης μας. Οι τραυματισμοί του νωτιαίου μυελού μας μπορεί να διακόψουν την αλυσίδα των σημάτων από τον εγκέφαλο, εμποδίζοντάς μας να περπατήσουμε ακόμα και όταν αυτοί οι συγκεκριμένοι οσφυϊκοί νευρώνες είναι ακόμα άθικτοι.
Ανίκανοι να λάβουν εντολές, αυτοί οι νευρώνες που περπατούν γίνονται ουσιαστικά μη λειτουργικοί, οδηγώντας δυνητικά σε μόνιμη παράλυση των ποδιών.
Προηγούμενη έρευνα έδειξε ότι η ηλεκτρική διέγερση του νωτιαίου μυελού μπορεί να αναστρέψει μια τέτοια παράλυση, αλλά το πώς συνέβη αυτό δεν ήταν ξεκάθαρο. Έτσι, η νευροεπιστήμονας Claudia Kathe από το Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Λωζάνης (EPFL) και οι συνεργάτες της δοκίμασαν μια τεχνολογία που ονομάζεται επισκληρίδιος ηλεκτρική διέγερση σε εννέα άτομα, καθώς και σε ένα ζωικό μοντέλο.
Ο νωτιαίος μυελός διεγέρθηκε από έναν χειρουργικά εμφυτευμένο νευροδιαβιβαστή. Εν τω μεταξύ, οι ασθενείς υποβλήθηκαν επίσης σε μια διαδικασία εντατικής νευροαποκατάστασης που περιλάμβανε ένα ρομποτικό σύστημα υποστήριξης που τους βοηθούσε ενώ κινούνταν προς πολλές κατευθύνσεις.
Οι ασθενείς πέρασαν πέντε μήνες διέγερσης και αποκατάστασης, τέσσερις έως πέντε φορές την εβδομάδα. Παραδόξως, όλοι οι εθελοντές μπόρεσαν στη συνέχεια να κάνουν βήματα με τη βοήθεια ενός περιπατητή.
Προς έκπληξη των ερευνητών, οι ασθενείς που αναρρώθηκαν εμφάνισαν στην πραγματικότητα μείωση της νευρικής δραστηριότητας στον οσφυϊκό νωτιαίο μυελό κατά τη διάρκεια του περπατήματος. Η ομάδα πιστεύει ότι αυτό οφείλεται στη βελτίωση της δραστηριότητας σε ένα συγκεκριμένο υποσύνολο νευρώνων που είναι απαραίτητοι για το περπάτημα.
"Όταν το σκέφτεσαι, δεν πρέπει να αποτελεί έκπληξη", είπε η Courtine στον Dyani Lewis στο Nature , "γιατί στον εγκέφαλο, όταν μαθαίνεις μια εργασία, αυτό ακριβώς βλέπεις – ενεργοποιούνται όλο και λιγότεροι νευρώνες" καθώς γίνεσαι καλύτερος σε αυτήν.
Έτσι, η Kathe και η ομάδα μοντελοποίησαν τη διαδικασία σε ποντίκια και χρησιμοποίησαν έναν συνδυασμό αλληλουχίας RNA και χωρικής μεταγραφικής - μια τεχνική που επιτρέπει στους επιστήμονες να μετρούν και να χαρτογραφούν τη γονιδιακή δραστηριότητα σε συγκεκριμένους ιστούς - για να καταλάβουν ποια κύτταρα έκαναν τι.
Εντόπισαν έναν μόνο πληθυσμό άγνωστων προηγουμένως νευρώνων που μπορούν να αναλάβουν μετά από έναν τραυματισμό, που βρέθηκε στα ενδιάμεσα ελάσματα του οσφυϊκού νωτιαίου μυελού.
Αυτός ο ιστός, που αποτελείται από κύτταρα που ονομάζονται νευρώνες SC, δεν φαίνεται να χρειάζεται για το περπάτημα σε υγιή ζώα, αλλά φαίνεται να είναι απαραίτητος για την ανάρρωση μετά από τραυματισμό της σπονδυλικής στήλης, καθώς η καταστροφή τους εμπόδισε τα ποντίκια να αναρρώσουν. Ωστόσο, η πρόσληψή τους εξαρτάται από τη δραστηριότητα.
Οι νευρώνες SC είναι «μοναδικά τοποθετημένοι» για να μετατρέψουν πληροφορίες από το εγκεφαλικό στέλεχος σε εκτελεστικές εντολές. Στη συνέχεια, μεταδίδονται στους νευρώνες που είναι υπεύθυνοι για την παραγωγή του περπατήματος, εξηγούν η Kathe και οι συνεργάτες της στην εργασία τους.
Αυτό είναι μόνο ένα συστατικό μιας πολύ περίπλοκης αλυσίδας κελιών ανταλλαγής μηνυμάτων και λήψης, επομένως απομένουν πολλά ακόμα προς διερεύνηση.
Όμως, «αυτά τα πειράματα επιβεβαίωσαν ότι η συμμετοχή των νευρώνων SC είναι μια θεμελιώδης απαίτηση για την αποκατάσταση του περπατήματος μετά από παράλυση», κατέληξαν οι ερευνητές.
Αυτή η νέα κατανόηση θα μπορούσε με τον καιρό να οδηγήσει σε περισσότερες επιλογές θεραπείας και μπορεί να προσφέρει καλύτερη ποιότητα ζωής για άτομα με όλα τα είδη άλλων τραυματισμών του νωτιαίου μυελού.
Η έρευνά τους δημοσιεύτηκε στο Nature .
