Pacienti s paralýzou znovu získají pocit, kontrolu svalu pomocí mozku

Studie publikovaná v roce 2006 Vedecké zprávy ze osm lidí s poranením míchy, z nichz mnozí byli paralyzováni po nekolik let, získali v dolních koncetinách cástecný pocit a kontrolu svalu po tréninku s rízenou robotikou.
Pocítacový monitor v laboratori Dr. Miguela Nicolelisa ukazuje aktivitu mozku opice pomocí rozhraní mozku-stroj.
Image credit: Shawn Rocco / Duke zdraví

Výzkum je soucástí projektu "Projdete znovu" v Sao Paula v Brazílii a pracujte s lidmi, kterí utrpeli zranení míchy v dusledku nárazu, pádu a dalsích traumat, které paralyzovaly dolní koncetiny. Cílem programu je pomoci úcastníkum získat sílu, mobilitu a nezávislost.

Projekt Walk Again je spolupráce více nez 100 vedcu z 25 zemí. Jejich soustredené úsilí umoznilo cloveku s paralýzou kopat fotbalový míc behem zahajovacího ceremoniálu Svetového poháru v roce 2014 v Sao Paulu za pouzití mozku rízeného robotického exoskeletu.

Vedoucí neurolog spolecnosti Duke University Dr. Miguel Nicolelis, spoluresitel Dukeho centra pro neuroinzenýrství, pokracuje v výzkumu z predchozích studií Dr. Nicolelis, které zkoumalo, jak populace mozkových bunek reprezentují senzorické a motorické informace a jak generují chování, vcetne pohybu horních a dolních koncetin.

Predchozí studie pripravily cestu pro pouzití mozku-stroj u lidí

V jedné studii doktor Nicolelis zaznamenal mozkovou aktivitu potkanu, kterí byli vycviceni tak, aby vytáhli robotickou páku, aby se popíjeli vodou s pouzitím mikroelektrod implantovaných mozkem. Pomocí rozhraní mozku-stroj umoznilo krysám naucit se ovládat páku pouze pomocí mozkové aktivity.

Dalsí studie prokázala, ze opice Rhesus se ucí ovládat robotické koncetiny a animovanou verzi sebe sama na digitální obrazovce, stejne jako pohybovat invalidními kresly smerem k misce hroznu s mozek samotnou. Opice rhesus se také naucily chodit na bezeckém pásu s robotickými nohami ovládanými jejich mozky.

Tyto pokusy s potkany a primáty vytvorily model pro práci u lidských pacientu, kdy byla aktivita mozku zaznamenána u pacientu, kterí pouzívali ruku k uchopení míce ruznou silou.

"Je dulezité pochopit, jak mozek rídí pohyb," ríká doktor Nicolelis. "Objevili jsme principy fungování mozku, které bychom nezjistili, aniz by se dostali do mozku."

"Nikdo neocekával, ze uvidíme, co jsme nasli, coz je cástecné neurologické zotavení senzorimotorických a viscerálních funkcí," dodává.

Cílem nového výzkumu bylo pripravit cestu pro lepsí protetiku a zarízení rízené mozkem pro osoby, které jsou tezce fyzicky postizeny.

Zotavení, které predtím nebylo pozorováno u pacientu s dlouhodobou paralýzou

Pomocí rozhraní mozku-stroj, vcetne systému virtuální reality, pacienti pouzívali svou mozkovou cinnost k simulaci plné kontroly nad nohama. Na pocátku rehabilitace bylo pet úcastníku paralyzováno nejméne pet let a dva byli paralyzováni více nez deset let.

"To, co v tomto príspevku ukazujeme, je to, ze pacienti, kterí pouzívali rozhraní mozku a stroje po dlouhou dobu, zaznamenali zlepsení chování motoru, hmatové pocity a viscerální funkce pod úrovní poranení míchy," vysvetluje doktor Nicolelis .

"Az dosud nikdo nevidel u pacienta obnovu techto funkcí po tolik let poté, co byl diagnostikován s úplnou paralýzou," dodává.

Podle doktorky Nicolelisové úcastníci meli na sobe rukáv vybavený dotykovou technologií nazývanou haptická zpetná vazba, která obohatila zkusenosti a vycvicila jejich mozky. Haptics vyuzívají ruznorodé vibrace, které nabízejí hmatovou zpetnou vazbu, podobne jako bzucivé vibrace nebo kickback hráci pocítí prostrednictvím rucního ovladace.

"Hmatová zpetná vazba je synchronizovaná a mozek pacienta vytvárí pocit, ze chodí sami, nikoliv s pomocí prístroju," ríká doktor Nicolelis. "Vyvolává iluzi, ze cítí a pohybují nohy. Nase teorie spocívá v tom, ze tím jsme dosáhli plasticity nejen na kortikální úrovni, ale také na míchu."

Diagnostika se zlepsila z úplné na cástecnou paralýzu

Osm pacientu strávilo nejméne 2 hodiny týdne pomocí rozhraní mozku-stroj nebo zarízení rízených jejich mozkovými signály. Po mesících výcviku vedci pozorovali mozkovou aktivitu, kterou ocekávali, kdyz se pacienti uvazovali o pohybu nohou.

"V podstate se trénink znovu zaclenil do dolních koncetin do mozku pacientu," ríká doktor Nicolelis.

Po rocním tréninku se pocit a kontrola svalu u ctyr pacientu natolik zmenila, ze lékari upgradovali své diagnózy z úplné na cástecnou paralýzu.

Kontrola mocového mechýre a funkce tlustého streva se u pacientu zlepsily, coz snizovalo jak jejich spoléhání na laxativa a katétry, tak riziko infekcí, které jsou casté u pacientu s chronickou paralýzou a hlavní prícinou úmrtí.

"Jedna predchozí studie ukázala, ze velké procento pacientu, u kterých je diagnostikována úplná paraplegie, muze mít stále jeste nekteré nervové nervy," ríká doktor Nicolelis.

"Tyto nervy mohou po mnoho let ztisit, protoze z kury nevyskytuje signál do svalu. V prubehu casu by trénink s rozhraním mozku-stroj mohl obnovit tyto nervy.Muze to být malý pocet vláken, které zustávají, ale toto muze být dostatecná k prenosu signálu z mozkové oblasti mozku do míchy. "

Dr. Miguel Nicolelis

Vedci poskytli videa o technologii a pacientech, aby ilustrovali svuj pokrok.

Budoucí studie se zamerí na pacienty s nedávným poskozením míchy, aby zjistily, zda muze rychlejsí lécba vést k rychlejsím a lepsím výsledkum.

Prectete si o tom, jak implantát mozku pomohl paralyzovanému muzi ovládat ruku a prsty.

Mohl by Silly Putty pomáhat lécit neurologické poruchy?

Zdá se nepravdepodobné, ze Silly Putty - detská hrací hracka - se muze ukázat jako uzitecná v lékarském svete. Ale nový výzkum z University of Michigan naznacuje, ze klícová slozka pouzívaná v Silly Putty muze efektivneji premenit embryonální kmenové bunky na fungující bunky míchy. Výzkumný tým, vcetne profesora strojírenství Jianping Fu z University of Michigan (U-M), uvádí, ze jejich nálezy mohou vést k nové lécbe neurologických poruch, jako je amyotrofická laterální skleróza (Lou Gehrigova choroba), Huntingtonova choroba nebo Alzheimerova choroba.

(Health)

Pozdní fáze rakoviny plic Lécba Gilotrif (Afatinib) Schváleno FDA

FDA schválil uzívání prípravku Gilotrif (afatinib) k lécbe pacientu s nemalobunecným karcinomem plic (NSCLC), kterí mají ve svých nádorech urcité genové mutace receptoru epidermálního rustového faktoru (EGFR). Rakovina plic je jedním z vedoucích rakovinových zabijáku, odhaduje to 159,480 lidí, kterí zemreli z tohoto onemocnení letos v U.

(Health)