كيف أعاد جهاز تحفيز الأعصاب الحركة إلى المرضى المصابين بالشلل

أفاد باحثون أن ثلاثة مرضى أصيبوا بالشلل التام في الجزء السفلي من أجسامهم بعد إصابات في النخاع الشوكي تمكنوا من المشي وركوب الدراجة والسباحة باستخدام جهاز لتحفيز الأعصاب يتم التحكم فيه بواسطة جهاز لوحي بشاشة تعمل باللمس. في المقال التالي كيف أعاد جهاز تحفيز الأعصاب الحركة إلى المرضى المصابين بالشلل

دراسة علاج إصابة الشلل.

تقوم مجتمعات علم الأعصاب والطب الحيوي بخطوات مذهلة لاستعادة القدرة على الحركة لدى الأشخاص المصابين بإصابات في النخاع الشوكي. من أجهزة تحفيز الأعصاب إلى الرقائق المزروعة بالمخ ، يقدم جيل جديد من التكنولوجيا الأمل للمرضى المصابين بالشلل.

وفقًا لدراسة صادرة عن مؤسسة كريستوفر ودانا ريف ، يعاني ما يقرب من 1 من كل 50 شخصًا ، أو ما يقرب من 5.4 مليون شخص ، من الشلل. يمكن أن تأتي الحوادث مثل إصابات الحبل الشوكي بنتائج غير متوقعة ، وبينما يتعافى بعض المرضى من الإصابة بشكل تام ، إلا أنه يعاني البعض الآخر من شلل دائم. وجدت الأبحاث أنه إلى جانب الشلل ، تأتي تحديات أخرى مثل فقدان السيطرة على المثانة ، والعجز الجنسي ، وتقرحات الفراش ، ومشاكل الصحة العقلية. لكن هذا لا يعني أن الأشخاص المصابين بالشلل النصفي لن تتاح لهم الفرصة للمشي يومًا ما. وفقًا للأجهزة الطبية والصناعة التشخيصية عبر الإنترنت ، كان هناك العديد من الاختراقات التكنولوجية على مر السنين والتي مكنت الأشخاص المشلولين من المشي مرة أخرى بدعم. يمكن أن تساعد التطورات الجديدة في التكنولوجيا المساعدة الأشخاص الذين يعانون من إصابات في النخاع الشوكي والأشخاص الذين يتعافون من الإصابات التي أدت إلى الشلل من خلال تلقي التحفيز الكهربائي العصبي العضلي للمساعدة في الحركات الإرادية والمساعدة في استعادة الوظيفة الحركية.

عملية إعادة الحركة للمصابين بالشلل.

أصيب المرضى في منطقة تسمى العمود الفقري الصدري- أسفل الرقبة وفوق الجزء السفلي من الظهر - بحوالي سنة إلى تسع سنوات قبل تلقي العلاج. لقد تمكنوا من اتخاذ خطواتهم الأولى في غضون ساعة بعد أن زرع جراحو الأعصاب لأول مرة نماذج أولية لجهاز تحفيز الأعصاب يتم التحكم فيه عن بعد بواسطة برنامج ذكاء اصطناعي.

قال الباحثون إنه خلال الأشهر الستة التالية، استعاد المرضى القدرة على الانخراط في الأنشطة الأكثر تقدمًا - المشي وركوب الدراجات والسباحة في أماكن مجتمعية خارج العيادة - من خلال التحكم في أجهزة تحفيز الأعصاب بأنفسهم باستخدام جهاز لوحي بشاشة تعمل باللمس.

المرضى - رجال تتراوح أعمارهم بين 29 و 32 و 41 - أصيبوا جميعًا في حوادث دراجات نارية.

قاد كل من غريغوار كورتين وجوسلين بلوش من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان الدراسة التي نُشرت في مجلة Nature Medicine. لقد ساعدوا في إنشاء شركة تكنولوجيا مقرها هولندا تسمى Onward Medical تعمل على تسويق النظام.

قال كورتين إن الشركة تتوقع إطلاق تجربة في غضون عام تقريبًا تشمل 70 إلى 100 مريض ، بشكل أساسي في الولايات المتحدة.

لا يوجد علاج حالي لتمكين النخاع الشوكي من التئام نفسه ، لكن الباحثين اتبعوا طرقًا لمساعدة الأشخاص المشلولين على استعادة حركتهم من خلال التكنولوجيا.

إذا تم تأكيد النتائج المبكرة لهذه الدراسة في دراسات أكبر ، فقد يتمكن الأشخاص الذين تم شل حركتهم بسبب إصابات الحبل الشوكي يومًا ما من فتح هاتف ذكي أو التحدث إلى ساعة ذكية ، واختيار نشاط مثل "المشي" أو "الجلوس" ، ثم إرسال رسالة حيث قال الباحثون إن الجهاز المزروع يحفز أعصابهم وعضلاتهم لإجراء الحركات المناسبة.

قال بلوخ إنه في العادة ، لبدء الحركة ، يرسل الدماغ رسالة إلى النخاع الشوكي ، يطلب منه تحفيز مجموعة من الخلايا العصبية التي بدورها تنشط العضلات الضرورية.

كيف تمكن المصابون من التحرك.

بعد إصابة الحبل الشوكي الكاملة ، لا يمكن أن تصل الرسائل الواردة من الدماغ إلى الأعصاب. قال كورتين إن باحثين آخرين حاولوا مساعدة المرضى المصابين بالشلل على المشي عن طريق تحفيز الأعصاب من خلال الجزء الخلفي من العمود الفقري ، وذلك باستخدام مجالات كهربائية واسعة تنبعث من أجهزة مزروعة مصممة أصلاً للسيطرة على الألم المزمن.

أعاد كورتين وبلوخ وفريقهما تصميم الأجهزة بحيث تدخل الإشارات الكهربائية العمود الفقري من الجانبين بدلاً من الخلف. قال كورتين إن هذا النهج يسمح باستهداف محدد للغاية وتنشيط مناطق الحبل الشوكي.

التجارب قبل الزراعة.

طور المتخصصون زرعًا لخلايا معدلة وراثيًا في النخاع الشوكي المصاب لفئران مشلولة ساعدتهم على المشي مرة أخرى تعمل في مختبر.

ثم ابتكروا خوارزميات ذكاء اصطناعي ترشد الأقطاب الكهربائية الموجودة على الجهاز إلى إرسال إشارات للتحفيز ، بالتسلسل الصحيح ، الأعصاب الفردية التي تتحكم في الجذع وعضلات الساق اللازمة للأنشطة المختلفة مثل النهوض من الكرسي والجلوس والمشي.

قال كورتين إن البرنامج مصمم خصيصًا لتشريح كل مريض.

وقال بلوخ إنه عندما تم زرع الجهاز ، يمكن للمرضى "تنشيط أرجلهم وخطواتهم على الفور".

وقال الباحثون ، لأن عضلاتهم كانت ضعيفة بسبب عدم الاستخدام ، فقد احتاجوا إلى المساعدة في تحمل الوزن ، وكانوا بحاجة إلى تعلم كيفية العمل مع التكنولوجيا.

وأشار الباحثون إلى أنه بينما استعاد المرضى القدرة على أداء أنشطة مختلفة ، بما في ذلك التحكم في عضلات شاحنتهم ، "لفترات طويلة" ، فإنهم لم يستعيدوا حركاتهم الطبيعية.

ومع ذلك ، قال بلوخ: "كلما تدربوا أكثر ، كلما بدأوا في رفع عضلاتهم ، كلما أصبحت أكثر مرونة".

الخلايا الجذعية التي يمكن أن تتطور إلى أي نوع من الخلايا في الجسم.

شكلت الحبال الشوكية للحيوانات نسيجًا ندبيًا ، مما أعاق أي فائدة لمثل هذه الخلايا في دراسات سابقة. سمح الباحثون في البداية للخلايا الجذعية بالازدهار في بيئة أنبوب اختبار خاص ، وزرعوها فقط في الفئران بعد نضوج الخلايا إلى شبكة صغيرة من الخلايا العصبية وبعد إزالة النسيج الندبي جراحيًا.

أبلغوا عن تحقيق نسبة نجاح تصل إلى 80 ٪ في استعادة الحركة والإحساس للفئران المشلولة. قال الباحثون إنهم يهدفون إلى إطلاق تجارب بشرية في غضون بضع سنوات.

الجهود المبذولة لاستخدام هذه الخلايا الجذعية لمساعدة العمود الفقري على إصلاح نفسه واستعادة وظيفة الأعضاء والأطراف لم تنتج بعد علاج معتمد لدى البشر.

قال تال دفير ، الذي قاد الفريق في مركز ساجول للتكنولوجيا الحيوية المتجددة: "هناك طريق طويل لإثبات أنه يعمل أيضًا مع البشر ، لكن هذا هو هدفنا".