O leziune a măduvei spinării este un eveniment care schimbă viaţa, efecte precum slăbiciunea musculară şi paralizia, putând perturba dramatic viaţa unei persoane. Deşi nu există încă un tratament care să vindece paralizia, s-au înregistrat unele progrese în dezvoltarea unor potenţiale opţiuni de tratament pentru îmbunătăţirea simptomelor. Cu toate acestea, o mare parte dintre acestea rămân inaccesibile pentru mulţi pacienţi. O persoană cu o leziune completă a măduvei spinării poate beneficia de un stimulator medular, dar costul, siguranţa şi disponibilitatea pacientului de a se supune unei intervenţii chirurgicale sunt câteva dintre barierele în calea tratamentului.
Acum, un grup de cercetători de la universitatea Washington din St. Louis, a început să lucreze la o abordare neinvazivă, cu costuri reduse, pentru stimularea măduvei spinării, ceea ce oferă o speranţă pentru un tratament accesibil pacienţilor.
O cercetare, publicată la 25 iulie în Journal of Neural Engineering, utilizează o abordare cu electrozi de tehnologie redusă care pot stimula în mod eficient muşchii picioarelor la persoanele cu leziuni ale măduvei spinării.
Un tip de stimulare, numit stimulare epidurală a măduvei spinării (eSCS), implantează electrozi sub piele, în apropierea coloanei vertebrale, şi trimite semnale electrice pentru a stimula grupuri musculare specifice.
În cazul unei leziuni ale măduvei spinării, comunicarea neuronală de la creier la muşchii din corp poate fi întreruptă, dar conexiunile de la măduva spinării la muşchii propriu-zişi rămân intacte.
ESCS poate ajunge extrem de aproape de coloana vertebrală şi, în esenţă, permite semnalelor slabe din creier să ajungă la ţintele lor din măduva spinării pentru a reactiva muşchii.
Datorită apropierii acestui implant de coloana vertebrală, „putem fi foarte atenţi la muşchii pe care îi vizăm", spune Ismael Seáñez, profesor asistent de inginerie biomedicală şi de neurochirurgie.
ESCS este disponibilă încă din anii 1960 pentru gestionarea durerii, iar în ultimul deceniu a fost folosită cu succes pentru a produce mişcări musculare care implică activităţi complexe şi dexteritate precum mersul pe bicicletă, înotul şi mânuirea caiacului.
Cu toate acestea, intervenţia chirurgicală ce presupune o echipa mare de experţi pentru a efectua implantul şi un cost de zeci de mii de dolari pot face ca această procedură să fie inaccesibilă pentru mulţi.
Noua procedură presupune în loc de un implant chirurgical direct în corp, o serie de electrozi plasaţi pe piele - SCS transcutanat (tSCS) - pentru a furniza impulsuri electrice cu scopul de a stimula grupuri musculare specifice.
Cercetătorii au studiat tSCS pentru stimularea musculară de ani de zile, într-o varietate de configuraţii, atât cu un singur electrod, cât şi cu reţele de electrozi multipli, dar înainte de această nouă abordare nu a existat niciun studiu cuprinzător care să evalueze modul optim de utilizare a tSCS pentru stimularea musculară.
Această lipsă de analiză detaliată a împiedicat utilizarea tSCS. De exemplu, o configuraţie cu un singur electrod oferă unui pacient o stimulare foarte generală care activează în esenţă toţi neuronii motori sub punctul de pe măduva spinării care este stimulat.
Astfel, în loc să flexeze în mod specific şoldul, de exemplu, un pacient ar putea doar să scuture întregul picior.
Pentru a testa configuraţia tSCS, echipa a recrutat 16 participanţi fără leziuni ale măduvei spinării.
Cercetătorii au descoperit că, în loc de un singur electrod poziţionat pe piele în apropierea coloanei vertebrale, utilizarea mai multor electrozi, trei de fiecare parte a coloanei vertebrale şi doi de fiecare parte a abdomenului pentru a închide circuitul, a fost cea mai eficientă configuraţie.
Acest lucru le-a oferit un control mai specific al muşchilor din regiunile selectate, cum ar fi şoldul sau glezna.
Grupul a testat o varietate de configuraţii de electrozi şi, prin teste repetate, au calculat un grafic de probabilitate care indică cele mai bune puncte de-a lungul coloanei vertebrale pentru a plasa electrozii şi şansele de activare a anumitor muşchi pe care le vor avea electrozii.
Cu ajutorul acestor experimente, cercetătorii au creat o hartă a măduvei spinării care ilustrează unde, de-a lungul corpului, într-un scenariu ipotetic de reabilitare, ar trebui să ţintească profesioniştii din domeniul medical pentru a stimula anumite grupe musculare.
Astfel, noul studiu face din tSCS o alternativă reală la terapiile mai costisitoare.
În timp ce un stimulator spinal implantat chirurgical poate costa peste 18.000 de dolari, potrivit specialiştilor, o unitate tSCS este comparabilă, din punct de vedere al costului şi al mărimii, cu un dispozitiv de stimulare electrică transcutanată a nervilor (TENS), un dispozitiv de ameliorare a durerii care livrează mici sarcini electrice şi care poate fi cumpărat de la orice farmacie pentru aproximativ 40 de dolari.
Deşi îşi imaginează că tSCS va deveni parte a procesului standard de reabilitare, echipa a avertizat că în prezent, cercetarea reprezintă doar o dovadă a conceptului.
„Este un prim pas interesant, dar este doar o confirmare neurofiziologică a circuitelor neuronale pe care le putem viza", a spus prof. Ismael Seáñez. "
Oamenii de ştiinţă îşi propun să investigheze în continuare, dacă ar putea îmbunătăţi efectiv capacitatea de mişcare a oamenilor.
