Περπάτησε ξανά χάρη σε «ψηφιακή γέφυρα» μεταξύ εγκεφάλου-σπονδυλικής στήλης

Να περπατήσει ξανά κατάφερε ένας 40χρονος άνδρας που είχε μείνει ανάπηρος έπειτα από ατύχημα με ποδήλατο, χάρη σε μια νέα πρωτοποριακή τεχνική που ανέπτυξε το Πολυτεχνείο της Λωζάνης.

Ο Γκερτ-Γιαν ήταν καθηλωμένος εδώ και 11 χρόνια, και μάλιστα τετραπληγικός, αφού εκτός απ' τα πόδια του δεν μπορούσε να κουνήσει ούτε τα χέρια του. Η ζημιά που είχε υποστεί φαινόταν μη αναστρέψιμη. 

Όμως χάρη σε μια «ψηφιακή γέφυρα» που επιτρέπει στον εγκέφαλό του να επικοινωνεί απευθείας με τις περιοχές του νωτιαίου μυελού που ελέγχουν τις κινήσεις του, κατάφερε και πάλι να σταθεί στα πόδια του και να περπατήσει.

Στην ουσία αρκεί για εκείνον να σκεφτεί προκειμένου να κινηθεί. Αυτό κατέστη δυνατό χάρη στην ερευνητική ομάδα του Πολυτεχνείου της Λωζάνης με επικεφαλής τον Grégoire Courtine, τον ίδιο που τον Φεβρουάριο του 2022 είχε πειραματιστεί με ένα σύστημα ηλεκτροδίων που μπορεί να ελεγχθεί με ένα tablet το οποίο έστελνε ηλεκτρικά ερεθίσματα στους μύες με ένα προγραμματισμένο τρόπο.

Μια «ψηφιακή γέφυρα»

Προς το παρόν, ο Γκερτ-Γιαν είναι το μόνο άτομο στο οποίο έχει δοκιμαστεί η νέα τεχνική, βασισμένη σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature. Μια τεχνική που σύμφωνα με τους ερευνητές θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε ασθενείς με κινητικά προβλήματα λόγω νευρολογικών διαταραχών.

Ο στόχος είναι να επιτραπεί σε άτομα με κινητική αναπηρία να κινούνται ξανά με τον πιο φυσικό τρόπο, για παράδειγμα προσαρμόζοντας το ρυθμό ακόμη και σε ανώμαλο έδαφος, χωρίς να χάνουν την ισορροπία τους. 

«Είναι μια εντελώς διαφορετική προσέγγιση από αυτή που έχουμε υιοθετήσει στο παρελθόν», είπε ο Courtine σε συνέντευξη Τύπου που διοργάνωσε το Nature. «Είναι μια ψηφιακή γέφυρα, αυτή που έχει εγκατασταθεί μεταξύ του εγκεφάλου και του νωτιαίου μυελού. Δεν είναι μια απλή διέγερση, αλλά μια διεπαφή που καθιστά δυνατή μια άμεση συνομιλία μεταξύ του εγκεφάλου και του νωτιαίου μυελού» εξήγησε ο επικεφαλής της μελέτης πίσω απ' αυτή την καινοτόμα τεχνική.

Δηλαδή, «υπάρχει συγχρονισμός μεταξύ της πρόθεσης για βάδιση και της δράσης του περπατήματος». 

Η νέα τεχνική

Σε περίπτωση τραυματισμού του νωτιαίου μυελού, εξηγούν οι ερευνητές, μπορεί να υπάρξει διακοπή στις οδούς επικοινωνίας μεταξύ του εγκεφάλου και της περιοχής του νωτιαίου μυελού που ελέγχει το περπάτημα.

Προηγούμενες προσεγγίσεις για την αποκατάσταση της κίνησης σε άτομα που είχαν μείνει παράλυτα βασίζονταν στην ηλεκτρική διέγερση περιοχών του νωτιαίου μυελού για να καταστεί δυνατή η ορθοστασία και το περπάτημα. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος απαιτεί τη χρήση αισθητήρων κίνησης και συχνά ήταν περιορισμένη και περιοριστική στην προσαρμογή της κίνησης σε διαφορετικές καταστάσεις και περιβάλλοντα.

64 ηλεκτρόδια σε δράση

Σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές αποκατέστησαν τη σύνδεση μεταξύ του νωτιαίου μυελού και του εγκεφάλου, βελτιώνοντας το χρόνο και το εύρος του δυναμικού μυϊκής δραστηριότητας. Η διεπαφή εγκεφάλου-σπονδυλικής στήλης (BSI) ήταν σε θέση να βαθμονομηθεί μέσα σε λίγα λεπτά και παρέμεινε σταθερή για περισσότερο από ένα χρόνο, ακόμη και χωρίς την επίβλεψη των επιστημόνων.

Πρόκειται για 64 ηλεκτρόδια που καταγράφουν τα σήματα του αισθητικοκινητικού φλοιού χρησιμοποιώντας συχνότητες που η τεχνητή νοημοσύνη επέτρεψε στους επιστήμονες να αναγνωρίσουν. Στη συνέχεια τα σήματα μεταφράζονται σε ηλεκτρικά σήματα και μεταδίδονται στον νωτιαίο μυελό, όπου λαμβάνονται από 16 ηλεκτρόδια και αποκωδικοποιούνται σε πραγματικό χρόνο, χωρίς να απαιτείται υπολογιστής για αυτή τη λειτουργία. Όλα αυτά απαιτούν ένα φορητό σύστημα ελέγχου, που περιέχεται σε ένα σακίδιο πλάτης.

Η συσκευή, προσθέτουν οι επιστήμονες, βελτίωσε επίσης τη νευρολογική ανάρρωση και επέτρεψε στον ασθενή να κινείται με πατερίτσες ακόμα και όταν το εμφύτευμα ήταν απενεργοποιημένο. Αυτά τα ευρήματα, σχολιάζουν οι ειδικοί, «παρέχουν μια νέα προσέγγιση για την αποκατάσταση του φυσικού κινητικού ελέγχου μετά την παράλυση».