سامانه‌ی توسعه یافته توسط پژوهشگران مؤسسه پلی‌تکنیک فدرال لوزان (EPFL)، بیماران مبتلا به آسیب کامل نخاعی را قادر می‌سازد بایستند، راه بروند و حتی فعالیت‌های تفریحی مانند شنا، دوچرخه‌سواری و قایق‌رانی را انجام دهند. این روش روی سه بیمار ضایعه نخاعی با موفقیت آزمایش شد. هر سه بیمار توانستند دوباره و خارج از آزمایشگاه راه بروند. با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

این پژوهش در اواخر سال ۲۰۱۸ در سرتاسر جهان خبرساز شد. David Mzee که در اثر یک سانحه ورزشی دچار ضایعه نخاعی و فلج شده بود، از روی صندلی چرخدار خود بلند شد و با کمک یک واکر شروع به راه رفتن کرد. این نخستین مدرکی بود که نشان می‌داد سامانه‌ی توسعه یافته توسط Grégoire Courtine و Jocelyne Bloch -که از تحریک الکتریکی برای فعال کردن مجدد نورون‌های نخاعی استفاده می‌کند- می‌تواند به طور مؤثر روی بیماران کار کند.

این پژوهش پس از سه سال و به تازگی به نقطه عطف جدیدی رسیده است. گروه پژوهشی به رهبری Courtine، استاد EPFL، و Bloch، استاد و جراح مغز و اعصاب در CHUV، سامانه خود را با ایمپلنت‌های پیچیده‌تری که توسط نرم‌افزار هوش مصنوعی کنترل می‌شوند، تقویت کرده‌اند. این ایمپلنت‌ها می‌توانند ناحیه‌ای از نخاع را تحریک کنند که عضلات تنه و پا را فعال می‌کند. به لطف این فناوری جدید، سه بیمار با آسیب کامل نخاعی توانستند دوباره و خارج از آزمایشگاه راه بروند.

Courtine می‌گوید: «الگوریتم‌های تحریک ما هنوز بر اساس تقلید از طبیعت هستند. لیدهای جدید کاشته شده طوری طراحی شده‌اند که زیر مهره‌ها و به طور مستقیم روی نخاع قرار گیرند. آنها می‌توانند نورون‌های کنترل کننده گروه‌های عضلانی خاص را فعال کنند. با کنترل این ایمپلنت‌ها، می‌توانیم نخاع را مانند مغز فعال کنیم که بیمار را به طور طبیعی وادار به ایستادن، راه رفتن، شنا یا دوچرخه‌سواری می‌کند.»

فعال کردن توالی حرکتی با فشار یک دکمه

در یک روز سرد و برفی در دسامبر گذشته، Michel Roccati -مردی ایتالیایی که چهار سال پیش پس از تصادف با موتورسیکلت فلج شد- با وجود باد و یخبندان این سامانه را در فضای باز، در مرکز لوزان امتحان کرد. او اخیراً تحت عمل جراحی قرار گرفته بود تا Bloch لیدهای جدید را روی نخاع او قرار دهد.

دانشمندان مرکز تحقیقاتی NeuroRestore همراهMichel  بودند و به آماده‌سازی نمایش کمک کردند. آنها دو کنترل از راه دور کوچک را به واکرMichel  وصل و آنها را به صورت بی‌سیم به تبلتی متصل کردند که سیگنال‌ها را به یک ضربان‌ساز در شکمMichel  منتقل می‌کند. ضربان‌ساز نیز سیگنال‌ها را به لیدهای نخاعی کاشته شده ارسال می‌کند تا نورون‌های خاصی را تحریک و موجب حرکتMichel  ‌شود. در نهایتMichel  واکر را گرفت و به راه افتاد. او دکمه سمت راست واکر را فشار داد تا با پای چپش یک قدم به جلو بردارد. پای چپش مثل جادو بالا رفت و چند سانتی‌متر جلوتر روی زمین قرار گرفت. سپس همین کار را با دکمه سمت چپش انجام داد و پای راستش به جلو حرکت کرد. داشت راه میرفت! او می‌گوید: «چند قدم اول باور نکردنی بود؛ یک رؤیا که به حقیقت پیوست!. من در چند ماه گذشته تمرین‌های بسیار شدیدی را پشت سر گذاشته‌ام و یک سری اهداف برای خودم تعیین کرده‌ام. برای نمونه، اکنون می‌توانم از پله‌ها بالا و پایین بروم و امیدوارم بتوانم تا بهار یک کیلومتر راه بروم.»

دو بیمار دیگر نیز سامانه جدید را با موفقیت آزمایش کرده‌اند که در مقاله‌ی منتشر شده در Nature Medicine شرح داده شده است. Bloch می‌گوید: «پیشرفت ما لیدهای طولانی‌تر و گسترده‌تر و الکترودهایی است که به‌گونه‌ای مرتب شده‌اند تا دقیقاً با ریشه‌های عصبی نخاعی مطابقت داشته باشند. این به ما کنترل دقیقی بر روی نورون‌هایی می‌دهد که ماهیچه‌های خاص را تنظیم می‌کنند». در نهایت، این پیشرفت امکان انتخاب و دقت بیشتر در کنترل توالی حرکتی برای یک فعالیت مشخص را فراهم می‌کند.

تنها یک روز زمان برد

بدیهی است که آموزش گسترده برای بیماران برای استفاده راحت از دستگاه ضروری است. اما سرعت و دامنه توانبخشی شگفت‌انگیز است. هر سه بیمار تنها یک روز پس از فعال شدن ایمپلنت‌ها توانستند بایستند، راه بروند، رکاب بزنند، شنا کنند و حرکات تنه‌شان را کنترل کنند! Courtine می‌گوید: «این به لطف تحریک‌هایی خاصی است که برای هر نوع فعالیت تنظیم کرده‌ایم». بیماران می‌توانند فعالیت موردنظر خود را روی تبلت انتخاب کنند تا دستورالعمل‌های مربوطه به ضربان‌ساز در شکم ارسال شود.

در حالی که پیشرفت یک روزه خیره کننده است، دستاوردها پس از چندین ماه حتی چشم‌گیرتر هستند. این سه بیمار از یک برنامه آموزشی پیروی کردند و توانستند توده عضلانی را بازیابند، مستقل‌تر حرکت کنند و در فعالیت‌های اجتماعی مانند نوشیدن چای در حالت ایستاده و در یک مهمانی شرکت کنند. از آنجایی که این فناوری کوچک شده است، بیماران می توانند تمرین‌های آموزشی خود را افزون بر آزمایشگاه، در فضای باز نیز انجام دهند.

Courtine می‌گوید: «این مطالعه بیشتر مزایای رویکرد ما را نشان می‌دهد. ما اکنون با ONWARD Medical کار می‌کنیم تا اکتشافات خود را به درمان‌های واقعی تبدیل کنیم تا زندگی هزاران نفر را در سراسر جهان بهبود ببخشد».

>> کنترل فعالیت سلول های عصبی ستون فقرات با ایمپلنت جدید فوتوالکتریک

>> ساخت ایمپلنت های بیسیم برای دور زدن عصب آسیب دیده و کنترل اندام از کار افتاده

منبع: EPFL

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است»