Довідка: Учасник дослідження Девід Мзі, йому 28 років, у нього параліч, і йому вдалося зробити кілька кроків самосійно, завдяки цілеспрямованим сеансам електростимуляції та силовим вправам після травми, що трапилася у 2010 році.

Згідно дослідження, опублікованого 31 жовтня 2018 року в журналі Nature, електростимуляція нейронів спинного мозку, проведена за моделлю, що відповідає за контроль імпульсів мозку до м`язів для контролю рухів при ходьбі, допомогла трьом чоловікам із травмою спинного мозку зробити перші кроки самостійно після довгих років пересування в інвалідному кріслі.


У вересні дві інші групи науковців дослідників розповіли в журналах New England Journal of Medicine та Nature Medicine про своє дослідження застосування тривалих сеансів міостимуляції та регулярних вправ фізичної реабілітації, щоб допомогти трьом пацієнтам у відновленні здатності ходити після років життя в стані паралічу.

В сукупності, дані цих трьох досліджень свідчать про не досліджену раніше здатність спинного мозку людини відновлюватися після травми.

Одне хибне припущення щодо травми спинного мозку полягає у тому, що «весь спинний мозок руйнується у момент настання травми. Насправді, в ділянці травми зачасту руйнується лише кілька тисяч нейронів» - каже Сьюзен Харкема, дослідник спинного мозку в Університеті Луїсвілл в штаті Кентуккі та співавтор дослідження в журналі «New England Journal of Medicine». «Так, вплив травми на функції спинного мозку є руйнівним, але залишається значно більше живих нейронів, що передають нервові імпульси та взаємодіють між собою. Модель такого зв`язку існує і її можна застосувати».

Раніше вчені визначили, що щури та примати реагують на міостимуляцію, встановлюючи нові зв`язки між нейронами, які розташовані нижче ділянки травми спинного мозку та можуть відновлювати певні рухові функції нижньої частини тіла. Схожі зусилля у людей, які було висвітлено у двох згаданих вище дослідженнях, потребують значно більшого періоду часу, а також їх потрібно поєднувати із регулярними фізичними тренуваннями.

Грегорі Кортайн, дослідник швейцарського федерального технологічного інституту Лозанна у Швейцарії, та його колеги показали в попередніх експериментах на тваринах, як електричні імпульси спинного мозку спрямовуються на задні корінці – нерви, що надходять у спинний мозок з периферії з метою активації моторних нейронів, які контролюють ці корінці.

Команда вчених також встановила, що якщо правильно вибрати час проведення сеансу ЕМС, що поєднується з рухом, то накладені електроди на певні ділянки спинного мозку допомагають паралізованим тваринам відновити здатність ходити.

В поточному дослідженні команда вчених під керівництвом Грегорі Кортайна оцінила можливість застосування аналогічного типу електростимуляції для людей. Вони продемонстрували можливість відновлення здатності ходьби для трьох чоловіків, які були паралізовані внаслідок травми спинного мозку. На момент проведення дослідження один із його учасників, 47-річний Себастьян Толбер був повністю паралізованим нижче пояса.

У іншого учасника дослідження, 35-річного Грет Ян Осками, були порушення функції обох ніг, а третій учасник, Девід Мзі взагалі не міг рухати лівою ногою, але міг робити певні рухи правою.

Нейрохірург та співавтор дослідження Джоселін Блоч із університетської лікарні Лозанни, розмістила електроди бездротового стимулятора у ділянці вздовж хребта трьох пацієнтів.

Протягом кількох днів проведення регулярних сеансів міостимуляції Compex, троє пацієнтів змогли зробити перші кроки, підтримуючи вагу власного тіла з допомогою спеціальних ременів. Такого результату вдалося досягти завдяки тому, що сеанси електростимуляції застосовувалися за схемою, що була розроблена для активації задніх корінців та точок рухових нейронів спинного мозку, що залучаються до активної роботи в процесі ходьби. Пацієнти змогли ходити по біговій доріжці, чи робити кроки з підтримкою на вулиці, розраховуючи свої рухи таким чином, щоб вони співпадали з фазами руху в програмі електростимуляції.

«Перевага підходу реабілітації, який застосовувала ця група пацієнтів, полягає у тому, що електростимуляція спрямована на певні рівні спинного мозку, залежно від того, яку саме його ділянку потрібно пацієнтові залучити до активної роботи», каже Едель Філдфорт, фізіотерапевт, спеціаліст з травм хребта, дослідниця травм спинного мозку в центрі Шеперд в Атланті, яка не брала безпосередньої участі в жодному зі згаданих досліджень.

В додатковому дослідженні, що доповнювало результати попереднього та було опубліковане в журналі Nature Neuroscience, ця ж група вчених-дослідників дізналися та довели, що безперервна електростимуляція м`язів дає менш ефективний результат людям, тому що процес ЕМС може блокувати пропріоцептивні відчуття, тобто здатність тіла сприймати своє власне положення та рух в просторі, що необхідно для пересування.

За п'ять місяців регулярних, щоденних, виснажливих фізичних вправ та тренувань у поєднанні із проведенням сеансів міостимуляції Compex у пацієнтів, які стали учасниками дослідження, покращилася здатність руху нижніх кінцівок, як під час сеансу електростимуляції, так і після його завершення – без стимуляції.

Мзі, наприклад, може зробити один, два кроки без увімкнених електродів, навіть не тримаючись руками за поручні тренажерів.

«Ходьба із вільними руками справді була нормальною ходою», каже Мзі. Експеримент допоміг йому почуватися комфортніше у ліжку, адже вдалося, певною мірою, відновити здатність цілеспрямовано та добровільно рухати лівою ногою, щоб коригувати положення тіла. Чоловікові також вдалося покращити стан серцево-судинної системи, краще тренувати руки та ноги. «Мені пригадалися ті дні, коли я займався спортом до травми, і це було неперевершено», додає він.

Кортайн попереджає, що варто мати реалістичні очікування. «Ця методика дослідження має певний потенціал, але не варто переоцінювати результати дослідження, які нам вдалося отримати», адже попереду ще багато роботи, щоб справді змінити життя цих людей», наголошує він. Незважаючи на те, що учасники дослідження продовжуватимуть реабілітацію, кожен з них більшу частину часу використовує інвалідне крісло.

За словами Вівіан Мушахвар, дослідниці з Університету Альберти в Канаді, яка не брала участі в дослідженнях, один із способів поліпшити це лікування – це персоналізувати моделі стимуляції, щоб вони адаптувалися до стилю ходьби кожної людини.

Проте, «дуже вражаюче бачити, як працює ця методика», додає вона. «Можливості людей, які раніше не могли ходити, а потім встали та зробили свій перший крок, доводять, що ще не всі можливості та потенціал спинного мозку вивчені та розкриті».

Література

Е. Форменті, «Електростимуляція спинного мозку повинна зберігати пропріоцепцію, щоб забезпечити можливість пересування у людей з травмою спинного мозку». [Режим доступу: Nature Neuroscience, doi:10.1038/s41593-018-0262-6, 2018. ]
Вагнер Ф.Б.у співавт. «Цілеспрямована нейростимуляція відновлює ходьбу у людей з травмою спинного мозку». [Режим доступу: Nature, doi:10.1038/s41586-018-0649-2, 2018 ]

Джерело