مطالعه بهبودی از فلج را با استفاده از روش جدیدی از فناوری عصبی نشان داد
مهره های بدن ما استخوان هایی هستند که ستون فقرات را تشکیل می دهند. ستون فقرات ما شامل چندین عصب است که از مغز ما به پایین تا پایین کمر امتداد دارند. ما نخاع گروهی از اعصاب و بافت های مرتبط است که این مهره ستون فقرات از آن تشکیل شده و از آن محافظت می کند. نخاع مسئول انتقال پیام ها (سیگنال ها) از مغز به قسمت های مختلف بدن ما و بالعکس است. به دلیل این انتقال، ما می توانیم درد را احساس کنیم یا دست ها و پاهای خود را حرکت دهیم. آسیب نخاعی یک ضربه فیزیکی بسیار شدید است که در آن آسیب به نخاع وارد شود. هنگامی که نخاع آسیب می بیند، برخی از تکانه های مغز ما به قسمت های مختلف بدن منتقل نمی شوند. این منجر به از دست دادن کامل حس، قدرت و تحرک در هر نقطه زیر محل آسیب می شود. و اگر آسیب نزدیک به گردن رخ دهد، منجر به این می شود فلج در سراسر بخش بزرگی از بدن آسیب نخاع بسیار آسیب زا است و تأثیر بسزایی در زندگی روزمره فرد مبتلا دارد و تأثیرات جسمی، روحی و روانی پایداری بر جای می گذارد.
مطالعه امیدوار کننده جدید
در حال حاضر هیچ درمانی برای ترمیم آسیب ناشی از آسیب نخاعی وجود ندارد زیرا غیرقابل برگشت است. برخی از اشکال درمان و توانبخشی به بیماران کمک می کند تا زندگی پربار و مستقلی داشته باشند. تحقیقات زیادی با این امید ادامه دارد که روزی بتوان آسیب های نخاعی را به طور کامل درمان کرد. در یک مطالعه پیشرو، تیمی از دانشمندان دانشگاه پلی‌تکنیک فدرال لوزان و بیمارستان دانشگاه لوزان در سوئیس، درمان جدیدی را برای پیشبرد بهبودی از آسیب نخاعی طراحی کرده‌اند. این مطالعه با نام STIMO (STImulation Movement Overground) در منتشر شده است طبیعت1 و طبیعت اعصاب2. دانشمندان بیان می کنند که یافته های آنها بر اساس درک آنها در تجزیه و تحلیل مدل های حیوانی از طریق سال ها تحقیق است.
هدف دانشمندان تقلید رفتار زمان واقعی مغز و نخاع بود. شرکت کنندگان در این مطالعه سه فلج که دچار آسیب نخاع گردنی شده بودند و از سال‌ها قبل فلج شده بودند (حداقل چهار نفر) بودند. همه تحت توانبخشی های مختلف قرار گرفته بودند و با وجود اینکه اتصالات عصبی در محل آسیب وجود داشت، حرکتی نداشتند. پس از انجام پروتکل جدید توانبخشی که در مطالعه حاضر توضیح داده شد، آنها توانستند فقط در عرض یک هفته با کمک عصا یا واکر راه بروند که نشان می‌دهد کنترل داوطلبانه عضلات پا را که پس از آسیب دیدگی فلج شده بودند، بازیابی کردند.
تحقیقات با «تحریک الکتریکی هدفمند سلول‌های عصبی» در نخاع چوبی همراه با درمان با کمک وزن به این امر دست یافتند. تحریك الكتریكی نخاع با دقت بسیار بالایی انجام شد و همین امر این مطالعه را منحصر به فرد كرد. این تحریک مانند تکان های الکتریکی کوتاهی بود که سیگنال ها را تقویت می کرد و به مغز و پاهای شرکت کنندگان فلج کمک می کرد تا ارتباط بهتری برقرار کنند. برای این منظور، ایمپلنت‌ها - مجموعه‌ای از الکترودها (16 الکترود روی یک مولد پالس) - بر روی نخاع قرار داده شد تا محققان بتوانند ماهیچه‌های مجزای مجزا در پاهای شرکت‌کننده را هدف قرار دهند. این ایمپلنت، دستگاهی به اندازه قوطی کبریت است که در ابتدا برای مدیریت درد عضلانی طراحی شده بود. کاشت این دستگاه در نواحی خاصی در نخاع از نظر فناوری چالش برانگیز بود. پیکربندی‌های مختلف این الکترودها در ایمپلنت‌ها، نواحی هدف نخاع را فعال می‌کنند و سیگنال‌ها/پیام‌هایی را تقلید می‌کنند که باید به مغز ارسال شود تا بتواند راه برود. در کنار تحریک الکتریکی، بیماران همچنین مجبور بودند به تنهایی به حرکت دادن پاهای خود فکر کنند تا اتصالات عصبی خفته را بیدار کنند.
آموزش
برای شرکت کنندگان مهم بود که زمان و مکان دقیق تحریک الکتریکی را داشته باشند تا حرکت خاصی ایجاد شود. پالس های هدفمند الکتریسیته توسط یک سیستم کنترل بی سیم تحویل داده شد. برای شرکت کنندگان چالش برانگیز بود که هماهنگی بین "نیت" مغزشان برای راه رفتن و تحریک الکتریکی بیرونی را تطبیق دهند و هماهنگ کنند. این آزمایش منجر به عملکرد بهتر عصبی شد و به شرکت کنندگان اجازه داد تا به طور طبیعی توانایی های راه رفتن روی زمین را در آزمایشگاه برای مدت زمان طولانی آموزش دهند. پس از یک هفته، هر سه شرکت‌کننده توانستند با کمک تحریک الکتریکی هدفمند و برخی سیستم‌های پشتیبانی وزن بدن بیش از یک کیلومتر بدون دست راه بروند. آنها خستگی عضلانی پا را تجربه نکردند و کیفیت قدم زدن آنها ثابت بود، بنابراین آنها به راحتی می توانستند در جلسات تمرینی طولانی شرکت کنند.
پس از پنج ماه تمرین، کنترل داوطلبانه عضلات همه شرکت کنندگان به طور قابل توجهی بهبود یافت. چنین جلسه تمرینی طولانی و با شدت بالا برای حفظ انعطاف پذیری با استفاده از توانایی ذاتی سیستم عصبی ما برای "سازماندهی مجدد" رشته های عصبی و رشد اتصالات عصبی جدید بسیار خوب بود. حتی پس از خاموش شدن تحریکات الکتریکی خارجی، تمرین طولانی‌تر منجر به بهبود و عملکرد حرکتی ثابت شد.
مطالعات قبلی که از روش‌های تجربی استفاده می‌کردند موفقیت‌آمیز بودند که در آن تعداد کمی از پاراپلژیک‌ها می‌توانستند تا زمانی که تحریکات الکتریکی ارائه می‌شد، چند قدم را در یک مسافت کوتاه با کمک وسایل راه رفتن بردارند. هنگامی که تحریکات خاموش می‌شد، حالت قبلی‌شان برمی‌گشت، جایی که بیماران نمی‌توانستند هیچ حرکت پا را فعال کنند و این به این دلیل است که بیماران به اندازه کافی آموزش ندیده بودند. یکی از جنبه‌های منحصربه‌فرد مطالعه کنونی این است که عملکردهای عصبی حتی پس از پایان تمرین و خاموش شدن تحریک الکتریکی ادامه می‌یابند، اگرچه شرکت‌کنندگان در هنگام تحریک بسیار بهتر راه می‌رفتند. این درمان آموزشی ممکن است به بازسازی و تقویت اتصالات عصبی بین مغز و نخاع که در نتیجه آسیب غیرعملکردی شده بودند، کمک کند. دانشمندان از واکنش غیرمنتظره سیستم عصبی انسان به آزمایش خود خوشحال شدند.
این یک تحقیق موفقیت آمیز برای بیمارانی است که انواع مختلفی از آسیب های مزمن نخاعی را تحمل کرده اند و این امید ایجاد شده است که با آموزش صحیح می توانند بهبود یابند. استارت آپی به نام GTX Medical که توسط نویسندگان این مطالعه تأسیس شده است به دنبال طراحی و توسعه مناسب است. نوروتکنولوژی که می تواند برای ارائه توانبخشی در سیستم مراقبت های بهداشتی مورد استفاده قرار گیرد. چنین فناوری همچنین باید خیلی زودتر آزمایش شود، یعنی بلافاصله پس از آسیب، زمانی که پتانسیل بهبودی بسیار بالاتر است، زیرا سیستم عصبی عضلانی بدن آتروفی کامل همراه با فلج مزمن را تجربه نکرده است.
***
{شما می‌توانید مقاله پژوهشی اصلی را با کلیک بر روی پیوند DOI که در فهرست منابع ذکر شده در زیر آمده است بخوانید}
منبع (ها)
1. Wagner FB et al 2018. نوروتکنولوژی هدفمند راه رفتن را در انسان های مبتلا به آسیب نخاعی بازیابی می کند. طبیعت. 563(7729). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0649-2
2. Asboth L et al. 2018. سازماندهی مجدد مدار کورتیکو-شبکه-نخاعی بهبود عملکردی را پس از کوفتگی شدید طناب نخاعی امکان پذیر می کند. علوم اعصاب طبیعت. 21 (4). https://doi.org/10.1038/s41593-018-0093-5
***
