Apinat, joilla on selkäydinvamma, joka johtaa yhden raajan halvaantumiseen, ovat saaneet takaisin kykynsä kävellä uuden langattoman neuroimplantin ansiosta, joka palauttaa yhteyden aivojen ja selkäytimen välille, tutkijat sanoivat keskiviikkona 9. marraskuuta.
Tämä saavutus on uusi askel eteenpäin nopeasti kehittyvällä selkäydinvamman hoidon alalla uusimmalla tekniikalla.
Viime vuosina tutkijat ovat luoneet tekniikoita, jotka auttavat ihmisiä ja apinoita manipuloimaan robotin käsivarren kirjaimellisella ajatteluvoimalla, palauttamaan halvaantuneen ihmisen kyvyn käyttää toista kättään aivoihinsa implantoidun mikrosirun kautta ja käyttäneet sähköistä hermostimulaatiota saadakseen halvaantuneet rotat kävelemään.
Uusi järjestelmä erottuu kaikista näistä edistysaskeleista, koska se antaa sinun keskittyä alavartaloosi ja antaa apinoille - todennäköisesti ihmisille lähitulevaisuudessa - kyvyn käyttää langatonta järjestelmää eikä olla kytkettynä tietokoneeseen. Tämän järjestelmän kehittäjät käyttivät edistystä hermostollisuuden kartoittamisessa ja hermostimulaatiossa. Tietokone tarvitaan aivosignaalien purkamiseen ja lähettämiseen selkäytimeen, mutta tietotekniikka on mahdollistanut kannettavan laitteen luomisen.
Grégoire Courtine, selkäytimen vammojen palauttamisen asiantuntija Sveitsin liittovaltion teknillisessä instituutissa Lausannessa, toivoo, että hänen ja hänen kollegoidensa kehittämää järjestelmää voidaan käyttää 10 vuodessa ihmisten hoitamiseen auttamalla he käyvät läpi kuntoutusprosessin ja "parantavat elämänlaatua".
Kuitenkin, kuten hän painotti, tutkijat asettivat itselleen tehtävän parantaa kuntoutusprosessia eivätkä keksineet fantastista lääkettä halvaukseen. "Ihmiset eivät voi kävellä kaduilla aivojen ja selkärangan käyttöliittymällä" lähitulevaisuudessa, hän lisäsi.
Andrew Jackson Newcastlen yliopistosta, joka tutki ylävartalon halvaantumista eikä ollut mukana tässä tutkimuksessa, uskoo, että se on "toinen tärkeä virstanpylväs" halvauksen hoitojen etsinnässä. Tohtori Jackson kirjoitti kommentteja tästä tutkimuksesta Nature-lehdessä, joka julkaisi Dr. Curtinin, Marco Capogrosson, Tomislav Milekovicin ja muiden kokeen tulokset.
Yksi syy siihen, että tätä järjestelmää ei pitäisi pitää halvauksen ihmeellisenä lääkkeenä, on se, että implantti pystyy välittämään vain ne impulssit, jotka mahdollistavat raajan pidentämisen ja taipumisen oikeaan aikaan, jotta eläin voi kävellä neljällä jalalla, mutta ei salli monimutkaisemmat liikkeet, kuten suunnan vaihtaminen tai esteiden välttäminen. Ihmisten kohdalla asiat ovat vielä monimutkaisempia, koska esimerkiksi toisin kuin nelijalkaiset, ihmisen on myös säilytettävä tasapaino kävelemisen aikana.
Mainosvideo:
Curtinin mukaan he tekivät tutkimuksen yhteistyössä kiinalaisten asiantuntijoiden kanssa, koska eläinkokeiden rajoitukset Sveitsissä olisivat estäneet heitä suorittamasta työtä loppuun. Nyt kun heidän kokeilunsa onnistui, hän sai luvan jatkaa työskentelyään Sveitsissä.
Tohtori Curtin kirjoitti tällaisten kädellisten kokeiden eettisestä puolesta korostaen, että hänellä oli kymmenen vuotta aikaa kokeilla jyrsijöitä valmistautuakseen työskentelemään apinoiden kanssa. Yksi syy siihen, miksi tutkijat ovat työskennelleet vain yhden halvaantuneen raajan kanssa, on se, että tetrapodit pystyvät elämään suhteellisen normaalisti ilman yhtä jalkaa, samalla kun ylläpidetään virtsarakon ja suoliston toimintaa, kun taas selkäytimen täydellinen repeämä niillä on tuhoisa vaikutus eläimeen.
Lisäksi, kuten tohtori Curtin lisäsi, työ tämän projektin parissa, joka lupaa auttaa selkäydinvammoja kärsiviä ihmisiä tulevaisuudessa, ei voi jatkua ihmisten osallistumisella, ennen kuin muita kädellisiä on kokeiltu. Aivojen signaalien lukeminen ja selkäytimen stimulointi suoritetaan laitteilla, joita ihmiset ovat jo käyttäneet muihin tarkoituksiin. Signaalin dekoodausohjelmistoa ei kuitenkaan ole vielä testattu ihmisillä.
David Borton Brownin yliopistosta, yksi uuden raportin johtavista kirjoittajista, kehitti langattoman anturin kollegoidensa kanssa väitöskirjan kirjoittamisen aikana jo ennen työskentelyä tohtori Curtinin kanssa. Mikroelektrodeilla varustettu anturi tallentaa ja välittää impulsseja aivojen osaan, joka on vastuussa raajojen liikkumisesta. Yksi syy siihen, että järjestelmä voi auttaa kuntoutuksessa, on se, että se vahvistaa jäljellä olevia hermoyhteyksiä selkäytimen osien ja loukkaantuneen rajan välillä, hän sanoi.
Aivosignaalien tallennuslaitetta on täydennetty selkäytimen ulkopuolelle sijoitetulla sähköstimulaatiolaitteella, joka lähettää signaaleja refleksijärjestelmään. Aivot hallitsevat kävelyprosessia vain osittain. Selkäytimellä on oma järjestelmä, joka pystyy vastaanottamaan ja reagoimaan raajoista saatuihin tietoihin. Suurimman osan ajasta ihmiset eivät ajattele kuinka kävelevät, eikä kävelyprosessia ohjaa vain aivot alitajunnan tasolla. Suurin osa kuormasta putoaa selkäytimeen ja refleksijärjestelmään.
Tohtori Curtin on aiemmin käyttänyt sähköstimulaatiota kouluttaakseen selkäytimen loukkaantuneita rotteja kävelemään.
Hänen työhönsä ei kuitenkaan liittynyt aivoja, ja yksi näiden kokeiden pääkomponenteista oli aikataulu. "Jos aivot lähettävät signaalin raajan liikkeelle saamiseksi, yhteyden luominen kestää vain muutaman millisekunnin", selitti tohtori Borton.