Istraživači u EPFL-u i Univerzitetskoj bolnici u Lozani (CHUV), predvođeni profesorima Gregoareom Courtineom i Joceline Bloch, postigli su veliku prekretnicu u lečenju povreda kičmene moždine (SCI). Primenom duboke moždane stimulacije (DBS) na neočekivani region u mozgu – lateralni hipotalamus (LH) – tim je poboljšao oporavak pokreta donjih udova kod dve osobe sa delimičnim SCI, značajno poboljšavši njihovu autonomiju i dobrobit.
Volfgang Jeger, 54-godišnjak iz Kapela, Austrija, bio je u invalidskim kolicima od 2006. godine nakon što je u skijaškoj nesreći zadobio povredu kičmene moždine. Učestvujući u kliničkom ispitivanju, on je iz prve ruke iskusio kako duboka stimulacija mozga može vratiti njegovu pokretljivost i nezavisnost.
„Prošle godine na odmoru, nije bilo problema prošetati nekoliko stepenica dole i nazad do mora koristeći stimulaciju“, rekao je Jeger, opisujući novostečenu slobodu koju mu je dao DBS. Osim hodanja, terapija je poboljšala svakodnevne zadatke. „Mogu da dohvatim i stvari u svojim ormarićima u kuhinji.
DBS je dobro uspostavljena neurohirurška tehnika koja uključuje implantaciju elektroda u određene regione mozga radi modulacije neuronske aktivnosti. Tradicionalno, DBS se koristi za lečenje poremećaja pokreta kao što su Parkinsonova bolest i esencijalni tremor ciljanjem na područja mozga odgovorna za kontrolu motora.
Međutim, primena DBS-a na lateralni hipotalamus za lečenje delimične paralize je novi pristup. Fokusirajući se na LH, istraživači u .NeuroRestore-u su iskoristili neočekivani nervni put koji ranije nije razmatran za oporavak motora.
U studiji objavljenoj u časopisu Prirodna medicina, ne samo da je DBS pokazao trenutne rezultate za povećanje hodanja tokom rehabilitacije, već su pacijenti takođe pokazali dugoročno poboljšanje koje je trajalo čak i kada je stimulacija isključena. Ovi nalazi sugerišu da je tretman promovisao reorganizaciju zaostalih nervnih vlakana koja doprinose trajnim neurološkim poboljšanjima.
„Ovo istraživanje pokazuje da je mozak potreban za oporavak od paralize. Iznenađujuće, mozak nije u stanju da u potpunosti iskoristi prednosti neuronskih projekcija koje prežive nakon povrede kičmene moždine.
„Ovde smo otkrili kako da uđemo u mali deo mozga za koji se nije znalo da je uključeno u proizvodnju hodanja kako bismo uključili ove preostale veze i povećali neurološki oporavak kod ljudi sa povredom kičmene moždine“, kaže Kortin, prof. neuronauke na EPFL, Univerzitetskoj bolnici u Lozani (CHUV) i UNIL-u i ko-direktor .NeuroRestore centra.
Uspeh ove DBS terapije zavisio je od dva komplementarna pristupa: otkrića omogućenih novim metodologijama u studijama na životinjama i prevođenja ovih otkrića u precizne hirurške tehnike na ljudima. Za operaciju, istraživači su koristili detaljna skeniranja mozga da usmere precizne lokacije malih elektroda u mozak, koje je izveo Bloch u CHUV-u, dok je pacijent bio potpuno budan.
„Kada je elektroda bila na mestu i kada smo izvršili stimulaciju, prvi pacijent je odmah rekao: „Osećam noge. Kada smo pojačali stimulaciju, rekla je: „Osećam želju da hodam!“ Ova povratna informacija u realnom vremenu potvrdila je da smo ciljali tačan region, čak i ako ovaj region nikada nije bio povezan sa kontrolom nogu kod ljudi.
„U ovom trenutku znao sam da smo svedoci važnog otkrića za anatomsku organizaciju moždanih funkcija“, kaže Bloh, neurohirurg i profesor u Univerzitetskoj bolnici u Lozani (CHUV), UNIL i EPFL, i ko-direktor .NeuroRestore centar.
Identifikacija LH kao ključnog igrača u oporavku motora nakon paralize je samo po sebi važno naučno otkriće, s obzirom da se ovaj region tradicionalno povezivao samo sa funkcijama kao što su uzbuđenje i hranjenje.
Ovaj proboj je proizašao iz razvoja nove metodologije u više koraka koja je počela sa anatomskim i funkcionalnim mapiranjem celog mozga da bi se utvrdila uloga ovog regiona u hodanju, nakon čega su usledili eksperimenti u pretkliničkim modelima kako bi se ustanovila precizna kola uključena u oporavak. Na kraju, ovi rezultati su doveli do kliničkih ispitivanja na ljudima.
„Bilo je to fundamentalno istraživanje, kroz kreiranje detaljnih mapa za ceo mozak, koje nam je omogućilo da identifikujemo lateralni hipotalamus u oporavku hodanja. Bez ovog temeljnog rada, ne bismo otkrili neočekivanu ulogu koju ovaj region igra u oporavku hodanja, “, kaže Džordan Skver, vodeći autor studije.
Napredna platforma za snimanje u Centru Viss odigrala je ključnu ulogu u ovom istraživanju pružajući mogućnosti snimanja visoke rezolucije koje su omogućile timu da mapira anatomsku i funkcionalnu aktivnost neurona u mozgu, omogućavajući identifikaciju lateralnog hipotalamusa.
Ovi izvanredni rezultati utiru put za nove terapeutske primene za povećanje oporavka od SCI. Buduća istraživanja će istražiti integraciju DBS-a sa drugim tehnologijama, kao što su kičmeni implantati koji su već pokazali svoj potencijal u obnavljanju pokreta nakon SCI.
„Integracija naša dva pristupa — stimulacija mozga i kičme — ponudiće sveobuhvatniju strategiju oporavka za pacijente sa povredama kičmene moždine“, kaže Courtine.
