ایمپلنت نخاعی به سه مرد فلج توانایی راه‌رفتن داد

سه مرد دچار ضایعات نخاعی فلج‌کننده پس از کاشت الکترودهایی درون نخاعشان می‌توانند بایستند و راه بروند و دوچرخه‌سواری کنند. براساس مطالعه‌ای که ۷ فوریه در مجله‌ی Nature Medicine منتشر شد، این الکترودها پالس‌های الکتریکی را به مناطق خاصی از نخاع می‌رسانند و عضلات تنه و پاها را فعال می‌کنند. این دستگاه نرم و انعطاف‌پذیر، مستقیماً بالای اعصاب نخاعی و زیر مهره‌ها قرار می‌گیرد و می‌توان آن را به‌طور بی‌سیم با نرم‌افزاری از روی تبلت و کنترل‌کننده‌ی دستی کنترل کرد.

نرم‌افزار ابتدا با دستگاهی شبیه دستگاه ضربان‌ساز در شکم ارتباط برقرار و سپس فعالیت الکترودهای متصل به عصب را روی نخاع هدایت می‌کند. بنابراین، کاربر ایمپلنت با ضربه‌زدن روی صفحه‌ای لمسی، می‌تواند موجب شود که دستگاه او الگوهای دقیقی از تحریک را ایجاد کند. این الگوهای تحریک به الگوهای فعالیت عضلانی تعبیر می‌شوند و به کاربر اجازه می‌دهند که برای مثال راه برود و دوچرخه‌سواری کند یا شنا کند.

افزون‌براین، کاربران می‌توانند به‌صورت دستی به‌کمک کنترل‌کننده‌ی خود بین این الگوهای تحریک جا‌به‌جا شوند. گرگوری کورتین، عصب‌شناس و استاد مؤسسه‌ی پلی‌تکنیک فدرال لوزان (EPFL) گفت: «هر سه بیمار طی فقط یک روز پس از فعال‌شدن ایپمپلنت‌هایشان، توانستند راه بروند، رکاب بزنند، شنا کنند و حرکات تنه خود را کنترل کنند.»

سه بیمار مردانی ۲۹ تا ۴۱ ساله بودند؛ اما نویسندگان مطالعه پیش‌بینی می‌کنند که دستگاه در زنان نیز کارآمد باشد. دکتر جوسلین بلوخ، یکی از نویسندگان ارشد مقاله و دانشیار عصب‌شناسی در بیمارستان دانشگاه لوزان، به گاردین گفت پس از کاشت اولیه، به بیماران برای عادت به استفاده از دستگاه و بازیابی توده عضلاتی و کنترل حرکتی، آموزش داده شد.

بلوخ افزود: «در ابتدا کامل نبود؛ اما آن‌ها توانستند خیلی زود تمرین کنند تا بهتر راه‌ بروند.» درنهایت، بیماران از استفاده از ایمپلنت‌ها فقط در محیط آزمایشگاهی به استفاده از آن در زندگی روزمره پیشرفت کردند.

یکی از بیماران به نام میشل روکاتی پس از چهار ماه آموزش توانست حدود یک کیلومتر خارج از آزمایشگاه و بدون توقف فقط با استفاده از قابی به‌منظور حفظ تعادل راه برود. او اکنون می‌تواند حدود دو ساعت به‌طور پیوسته بایستد.

روکاتی درباره‌ی اولین‌باری که پالس‌های الکتریکی فعال شد و او قدمی برداشت، گفت: «تجربه‌ی بسیار هیجان‌انگیزی بود... اکنون دستگاه بخشی از زندگی روزمره من است.» روکاتی در کنفرانس خبری گفت اندکی احساس به پاهایش برگشته است. او می‌تواند تماس بدنش با زمین و درگیرشدن عضلاتش را حین راه‌رفتن احساس کند.

دستگاه جدید مبتی‌بر فناوری‌ای به نام تحریک‌کننده‌های طناب نخاعی است که درحال‌حاضر برای تسکین درد از آن‌ها استفاده می‌شود. تیم پژوهشی این تحریک‌کننده‌ها را برای هدف قراردادن اعصاب خاصی اصلاح کردند که در کنترل پاها و تنه پایینی مشارکت می‌کنند.

علاوه‌بر‌این در این کارآزمایی، تیم پژوهشی هر ایمپلنت را به‌طور سفارشی برای شرکت‌کنندگان طراحی کردند تا با طول نخاع و موقعیت اعصاب شرکت‌کنندگان مختلف متناسب باشد. بلوخ گفت: «این امر به ما کنترل دقیقی روی نورون‌های تنظیم‌کننده‌ی عضلات خاص می‌دهد و درنهایت امکان انتخاب‌پذیری و دقت بیشتر را در کنترل توالی حرکتی برای فعالیتی خاص فراهم می‌کند.»

دستگاه به‌کاررفته در مطالعه‌ی جدید در کارآزمایی بزرگی در آمریکا و اروپا آزمایش خواهد شد. تیم امیدوار است دستگاه را در افرادی آزمایش کند که اخیراً دچار آسیب شده‌اند. در کارآزمایی سه‌نفره، حداقل یک سال از زمان آسیب‌دیدن هر سه شرکت‌کننده گذشته بود. بلوخ گفت: «گام بعدی این است که این رویه را زودتر و درست پس از آسیب شروع کنیم؛ یعنی زمانی که احتمال بهبودی بسیار بیشتر است.»

مطالعات حیوانی نشان می‌دهد تحریک الکتریکی ممکن است به التیام نخاع پس از جراحت کمک کند؛ بنابراین، درصورتی‌که ایمپلنت بلافاصله پس از جراحت قرار داده شود، بیماران احتمالاً می‌توانند حس و کنترل حرکتی بیشتری را بازیابی کنند.

کورتین گفت تیم در حال بررسی این موضوع است که آیا تحریک‌کننده مشابهی را می‌توان مستقیما درون قشر حرکتی کاشت. قشر حرکتی منطقه‌ی مهم مغز است که در کنترل حرکات ارادی نقش دارد. چنین دستگاهی می‌تواند به افراد دچار فلجی کمک کند تا بدون استفاده از تبلت یا کنترل‌کننده حرکات خود را هدایت کنند.

دسترسی به درمان جدید محدودیت‌های دارد. برای مثال، قرار‌دادن ایمپلنت به جراحی تهاجمی نیاز دارد و بیماران پس از کاشت باید تحت نظارت و توان‌بخشی گسترده‌ای قرار گیرند. رجی اجرتون، استاد دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس گفت:

چالش آینده نه‌تنها بهبود این رویکردها و ایجاد رویکردهای بهبودیافته است؛ بلکه مدیریت کاربرد این مداخلات نیز به‌گونه‌ای است که افراد زیادی بتوانند از آن بهره‌مند شوند؛ چراکه دسترسی به سطح بالای فناوری ممکن است مانعی برای رسیدن به این هدف باشد.