Oamenii de ştiinţă de la .Neurorestore (EPFL/CHUV/UNIL) au dezvoltat o abordare care combină robotica de reabilitare cu stimularea măduvei spinării pentru a restabili mişcarea persoanelor cu leziuni ale măduvei spinării. Tehnologia îmbunătăţeşte reabilitarea şi permite activităţi precum ciclismul şi mersul în aer liber.
Leziunile măduvei spinării schimbă viaţa celor afectaţi, lăsând adesea indivizii cu deficienţe grave de mobilitate. Deşi roboţii de reabilitare - dispozitive care ghidează mişcarea în timpul terapiei - au îmbunătăţit antrenamentul persoanelor cu leziuni ale măduvei spinării, eficacitatea lor rămâne limitată. Fără implicarea activă a muşchilor, mişcarea asistată de roboţi singură nu reeducă suficient sistemul nervos.
O echipă de la .NeuroRestore a dezvoltat acum un sistem care integrează perfect o neuroproteză medulară implantată cu robotica de reabilitare.
Dispozitivul cercetătorilor furnizează impulsuri electrice bine sincronizate pentru a stimula muşchii în armonie cu mişcările robotice, rezultând o activitate musculară naturală şi coordonată în timpul terapiei.
Cercetarea a fost publicată miercuri, în revista Science Robotics.
Inovaţia neuroprotetică a valorificat expertiza robotică a laboratorului EPFL (Facultatea politehnică din Lausanne/Ecole Polytechnique Federale de Lausanne). Acest progres nu numai că îmbunătăţeşte mobilitatea imediată, dar favorizează şi recuperarea pe termen lung, spun specialiştii.
„Integrarea perfectă a stimulării măduvei spinării cu robotica de reabilitare sau recreativă va accelera implementarea acestei terapii în standardul de îngrijire şi în comunitatea persoanelor cu leziuni ale măduvei spinării”, a declarat joi, Grégoire Courtine, de la .Neurorestore (EPFL/CHUV/UNIL, într-un comunicat.
Această adaptabilitate asigură faptul că profesioniştii din domeniul reabilitării pot încorpora această tehnologie în protocoalele de reabilitare existente la nivel mondial, spune cercetătorul.
Combinarea terapiilor prezintă, de asemenea, provocări semnificative, deoarece fiecare necesită o sincronizare precisă. Strategiile de stimulare a măduvei spinării trebuie să fie modulate atât în spaţiu, cât şi în timp, pentru a se potrivi cu mişcarea pacientului, iar integrarea acestora cu sistemele de reabilitare robotică utilizate pe scară largă necesită un cadru flexibil şi adaptabil.
Dispozitive robotice comune pentru automatizarea şi creşterea în siguranţă a reabilitării mersului în cadrul continuumului de îngrijire pentru persoanele care suferă de leziuni traumatice ale măduvei spinării, interfeţe combinate cu stimularea măduvei spinării. Credit: .NeuroRestore / EPFL / CHUV, 13 martie 2025
Tehnologia se bazează pe un stimulator al măduvei spinării complet implantat care furnizează o stimulare electrică epidurală biomimetică.
Spre deosebire de stimularea electrică funcţională tradiţională, această metodă activează neuronii motori mai eficient prin imitarea semnalelor nervoase naturale.
Cercetătorii au integrat stimularea electrică epidurală cu diverse dispozitive robotizate de reabilitare - inclusiv benzile de alergare, exoscheletele şi bicicletele staţionare - asigurând că stimularea este sincronizată exact cu fiecare fază de mişcare.
Sistemul utilizează senzori wireless pentru a detecta mişcarea membrelor şi pentru a ajusta automat stimularea în timp real, permiţând o experienţă de utilizare fără întreruperi.
Într-un studiu care a probat acest concept, la care au participat cinci persoane cu leziuni ale măduvei spinării, combinaţia de robotică şi stimulare electrică epidurală a dus la o activare musculară imediată şi susţinută.
Nu numai că participanţii şi-au recăpătat capacitatea de a angaja muşchii în timpul terapiei asistate de roboţi, dar unii şi-au îmbunătăţit mişcările voluntare chiar şi după ce stimularea a fost oprită.
Oamenii de ştiinţă de la .Neurorestore (EPFL/CHUV/UNIL) au dezvoltat o abordare care combină robotica de reabilitare cu stimularea măduvei spinării pentru a restabili mişcarea persoanelor cu leziuni ale măduvei spinării. Tehnologia îmbunătăţeşte reabilitarea şi permite activităţi precum ciclismul şi mersul în aer liber. EES poate angaja sistemul neuromuscular în timpul activităţilor de ciclism în laborator şi, de asemenea, în mediul ecologic. Credit: .NeuroRestore / EPFL / CHUV 13 martie 2025
De asemenea, cercetătorii au colaborat îndeaproape cu centrele de reabilitare pentru a testa cât de bine s-a integrat sistemul de stimulare cu dispozitivele robotice utilizate pe scară largă.
„Am vizitat mai multe centre de reabilitare pentru a testa tehnologia noastră de stimulare cu sistemele robotice pe care le folosesc în mod obişnuit şi a fost incredibil de satisfăcător să fim martorii entuziasmului lor”, spun cercetătorul .NeuroRestore Nicolas Hankov şi cercetătorul BioRob Miroslav Caban, primii autori ai studiului.
„Văzând pe viu cât de perfect se integrează abordarea noastră în protocoalele de reabilitare existente, se consolidează potenţialul său de a transforma îngrijirea persoanelor cu leziuni ale măduvei spinării prin furnizarea unui cadru tehnologic uşor de adoptat şi implementat în mai multe medii de reabilitare”, au declarat cercetătorii.
Studiul a demonstrat, de asemenea, potenţialul acestei abordări dincolo de contextul clinic, participanţii reuşind să utilizeze metoda şi în afara mediului clinic, în activităţile zilnice (deplasându-se cu ajutorul unui cadru de mers cu role sau pedalând în aer liber), validând impactul său în lumea reală.
Această tehnologie inovatoare oferă noi speranţe persoanelor cu leziuni ale măduvei spinării, prezentând o abordare mai eficientă a reabilitării decât robotica în sine. Făcând reabilitarea mai dinamică şi mai atractivă, aceasta are potenţialul de a îmbunătăţi semnificativ rezultatele recuperării.
Studii clinice viitoare vor stabili beneficiile pe termen lung, dar rezultatele iniţiale sugerează că integrarea neuroprotezei cu robotica de reabilitare ar putea redefini restabilirea mobilităţii după paralizie.
Foto articol: Activarea picioarelor declanşate de EES în timpul mersului în exoscheletul robotic Lokomat. Credit: NeuroRestore / EPFL / CHUV 2025
