Aber med rygmarvsskader, der fører til lammelse af et lem, har genvundet deres evne til at gå takket være en ny trådløs neuroimplantat, der genopretter kommunikation mellem hjernen og rygmarven, sagde forskere onsdag 9. november.
Denne præstation markerer endnu et skridt fremad i det hastigt udviklende område med behandling af rygmarvsskade med den nyeste teknologi.
I løbet af de sidste par år har forskere skabt teknologier til at hjælpe mennesker og aber med at manipulere en robotarm med bogstavelig tankekraft, gendannet en lammet mands evne til at bruge den ene hånd gennem et mikrochip implanteret i hans hjerne og brugt elektrisk nervestimulering til at få lammede rotter til at gå.
Det nye system skiller sig ud blandt alle disse fremskridt, fordi det giver dig mulighed for at koncentrere dig om din underkrop og giver aber - sandsynligvis mennesker i den nærmeste fremtid - muligheden for at bruge et trådløst system og ikke være bundet til en computer. Udviklerne af dette system brugte fremskridt inden for kortlægning af neurale aktiviteter og neural stimulering. En computer er nødvendig for at afkode hjernesignaler og sende dem til rygmarven, men computerteknologi har gjort det muligt at oprette en bærbar enhed.
Grégoire Courtine, en specialist i genopretning af rygmarvsskade ved det schweiziske føderale institut for teknologi i Lausanne, siger, at han håber, at systemet, han og hans kolleger har udviklet, kan bruges på 10 år til at behandle mennesker ved at hjælpe de gennemgår processen med rehabilitering og "forbedrer livskvaliteten."
Men som han understregede, satte forskerne sig selv til opgave at forbedre rehabiliteringsprocessen og ikke opfinde en fantastisk kur mod lammelse.”Folk vil ikke være i stand til at gå på gaden med en grænseflade mellem hjerne og ryg” i den nærmeste fremtid, tilføjede han.
Andrew Jackson fra University of Newcastle, der studerede lammelse af overkroppen og ikke var involveret i denne undersøgelse, mener, at det er "en anden vigtig milepæl" i søgen efter behandlinger til lammelse. Dr. Jackson skrev kommentarer til denne undersøgelse i tidsskriftet Nature, der offentliggjorde resultaterne af et eksperiment af Dr. Curtin, Marco Capogrosso, Tomislav Milekovic og andre.
En af grundene til at dette system ikke skal betragtes som en mirakelkur mod lammelse er, at implantatet kun er i stand til at transmittere de impulser, der gør det muligt at strække og bøje lemmerne på det rigtige tidspunkt, så dyret kan gå på fire ben, men tillader ikke mere komplekse bevægelser, såsom at ændre retning eller undgå forhindringer. Hos mennesker er tingene endnu mere komplicerede, for eksempel, i modsætning til firbenede dyr, skal en person også opretholde balance, mens han går.
Salgsfremmende video:
Ifølge Dr. Curtin udførte de forskningen i samarbejde med kinesiske eksperter, fordi begrænsningerne for dyreforsøg i Schweiz ville have forhindret dem i at fuldføre arbejdet. Nu da deres eksperiment var vellykket, fik han tilladelse til at fortsætte med at arbejde i Schweiz.
Dr. Curtin skrev om den etiske side af sådanne eksperimenter med primater og understregede, at det tog ham 10 år at eksperimentere med gnavere for at gøre sig klar til at arbejde med aber. En af grundene til, at forskere kun har arbejdet med et lammet lem, er at tetrapoder er i stand til at leve relativt normalt uden at bruge et ben, mens de opretholder kontrol over blære- og tarmfunktionerne, mens en fuldstændig rygmarvsbrud kan har en ødelæggende virkning på dyret.
Desuden, som Dr. Curtin tilføjede, kan arbejdet med dette projekt, der lover at hjælpe mennesker med rygmarvsskader i fremtiden, ikke fortsætte med menneskelig involvering, før andre primater er blevet eksperimenteret med. Læsesignaler fra hjernen og stimulering af rygmarven udføres ved hjælp af enheder, der allerede bruges af mennesker til andre formål. Imidlertid er signalafkodningssoftware endnu ikke testet på mennesker.
David Borton fra Brown University, en af hovedforfatterne af den nye rapport, udviklede den trådløse sensor sammen med sine kolleger i processen med at skrive sin doktorafhandling, selv før han arbejdede med Dr. Curtin. Udstyret med mikroelektroder registrerer og transmitterer denne sensor impulser til den del af hjernen, der er ansvarlig for lemmernes bevægelse. En af grundene til, at systemet kan hjælpe med rehabilitering, er fordi det styrker de resterende neurale forbindelser mellem dele af rygmarven og et skadet lem, sagde han.
Enheden til registrering af hjernesignaler er suppleret med en enhed til elektrisk stimulering, placeret uden for rygmarven, der transmitterer signaler til reflekssystemet. Gangprocessen styres kun delvist af hjernen. Rygmarven har sit eget system, der er i stand til at modtage og reagere på information fra lemmerne. Det meste af tiden tænker folk ikke på, hvordan de går, og gangprocessen styres ikke kun af hjernen på et ubevidst niveau. Hoveddelen af belastningen falder på rygmarven og reflekssystemet.
Dr. Curtin har tidligere brugt elektrisk stimulering til at træne rotter med rygmarvsskader til at gå.
Hans arbejde involverede imidlertid ikke hjernen, og en af nøglekomponenterne i disse eksperimenter var tidsrammen.”Hvis hjernen sender et signal om, at et lem bevæger sig, tager det kun et par millisekunder, før denne forbindelse er etableret,” forklarede Dr. Borton.