أظهرت الدراسة الشفاء من الشلل باستخدام طريقة جديدة في التكنولوجيا العصبية
الفقرات في أجسامنا هي عظام تتكون منها العمود الفقري. يحتوي عمودنا الفقري على العديد من الأعصاب التي تمتد من دماغنا إلى أسفل الظهر. لنا الحبل الشوكي هي مجموعة من الأعصاب والأنسجة ذات الصلة التي تتكون منها هذه الفقرة من العمود الفقري وتوفر الحماية لها. النخاع الشوكي مسؤول عن نقل الرسائل (الإشارات) من الدماغ إلى أجزاء مختلفة من الجسم والعكس صحيح. وبسبب هذا الانتقال يمكننا الشعور بالألم أو تحريك أيدينا وأرجلنا. إصابة الحبل الشوكي هي صدمة جسدية شديدة للغاية عندما يحدث تلف في الحبل الشوكي. عندما يصاب الحبل الشوكي بإصابة ، "تفشل" بعض النبضات من دماغنا في الوصول إلى أجزاء مختلفة من الجسم. ينتج عن هذا فقدان كامل للإحساس والقوة والحركة في أي مكان أسفل موقع الإصابة. وإذا حدثت الإصابة بالقرب من الرقبة ، ينتج عن ذلك شلل في جميع أنحاء جزء كبير من الجسم. إصابة النخاع الشوكي مؤلمة للغاية ولها تأثير كبير على الحياة اليومية للمريض مما يؤدي إلى آثار جسدية وعقلية وعاطفية دائمة.
دراسة واعدة جديدة
لا يوجد علاج حاليًا لإصلاح الضرر الناجم عن إصابة العمود الفقري لأنه لا يمكن إصلاحه. تساعد بعض أشكال العلاج وإعادة التأهيل المرضى على عيش حياة مثمرة ومستقلة. الكثير من الأبحاث جارية على أمل أنه في يوم من الأيام سيكون من الممكن علاج إصابات الحبل الشوكي بشكل كامل. في دراسة رائعة قام فريق من العلماء من مدرسة البوليتكنيك الاتحادية في لوزان ومستشفى جامعة لوزان في سويسرا بتصميم علاج جديد لتعزيز التعافي من إصابة الحبل الشوكي. نُشرت هذه الدراسة المسماة STIMO (STImulation Movement Overground) في الطبيعة1 و طبيعة علم الأعصاب2. يذكر العلماء أن النتائج التي توصلوا إليها تستند إلى الفهم الذي اكتسبوه في تحليل النماذج الحيوانية خلال سنوات من البحث.
يهدف العلماء إلى محاكاة سلوك الوقت الحقيقي للدماغ والحبل الشوكي. كان المشاركون في هذه الدراسة ثلاثة مصابين بشلل نصفي عانوا من إصابات في النخاع الشوكي العنقي وأصيبوا بالشلل منذ سنوات عديدة (أربعة على الأقل). خضعوا جميعًا لعمليات إعادة تأهيل مختلفة ، وعلى الرغم من وجود وصلات عصبية في موقع الإصابة ، إلا أنهم لم يتحركوا. بعد الخضوع لبروتوكول إعادة التأهيل الجديد الموصوف في الدراسة الحالية ، تمكنوا من المشي في غضون أسبوع فقط بمساعدة العكازات أو المشاية مما يدل على أنهم استعادوا السيطرة الطوعية على عضلات الساق التي أصيبت بالشلل بعد تعرضهم للإصابة.
حققت الأبحاث ذلك من خلال "التحفيز الكهربائي المستهدف للخلايا العصبية" في الحبل الشوكي الخشبي جنبًا إلى جنب مع العلاج بمساعدة الوزن. تم إجراء التحفيز الكهربائي للنخاع الشوكي بمستويات عالية جدًا من الدقة مما جعل هذه الدراسة فريدة من نوعها. كان التحفيز مثل الصدمات الكهربائية القصيرة التي من شأنها تضخيم الإشارات ومساعدة دماغ وأرجل المصابين بالشلل على التواصل بشكل أفضل. لهذا الغرض ، تم وضع غرسات - مجموعة من الأقطاب الكهربائية (16 قطبًا كهربائيًا على مولد النبض) - على الحبل الشوكي مما يسمح للباحثين باستهداف عضلات فردية مميزة في أرجل المشاركين. تم تصميم هذه الغرسة ، وهي آلة بحجم علبة الثقاب ، في الأصل لإدارة آلام العضلات. كان من الصعب تقنيًا أن تكون قادرًا على زرع هذا الجهاز جراحيًا في مناطق محددة في الحبل الشوكي. تعمل التكوينات المختلفة لهذه الأقطاب في الغرسات على تنشيط المناطق المستهدفة من الحبل الشوكي وتقليد الإشارات / الرسائل التي يجب توصيلها إلى الدماغ حتى يتمكن من المشي. إلى جانب التحفيز الكهربائي ، كان على المرضى أيضًا أن "يفكروا" بمفردهم في تحريك أرجلهم لإيقاظ أي اتصالات عصبية كامنة.
قادة الإيمان
كان من المهم للمشاركين أن يكون لديهم وقت وموقع دقيق للتحفيز الكهربائي لإنتاج حركة معينة. تم توصيل النبضات الكهربائية المستهدفة بواسطة نظام تحكم لاسلكي. كان من الصعب على المشاركين التكيف وضبط التنسيق بين "نية" دماغهم على المشي والتحفيز الكهربائي الخارجي. أدت التجربة إلى تحسين الوظيفة العصبية وسمحت للمشاركين بتدريب قدرات المشي فوق الأرض بشكل طبيعي في المختبر لفترة طويلة من الزمن. بعد أسبوع ، تمكن المشاركون الثلاثة من المشي بدون استخدام اليدين بمساعدة التحفيز الكهربائي المستهدف وبعض أنظمة دعم وزن الجسم لأكثر من كيلومتر واحد. لم يعانوا من إجهاد عضلات الساق وكانت جودة خطوتهم متسقة لذلك كانوا قادرين بشكل مريح على المشاركة في جلسات التدريب الطويلة.
بعد خمسة أشهر من التدريب ، تحسن التحكم الطوعي في العضلات لجميع المشاركين بشكل ملحوظ. كان ينظر إلى جلسة التدريب الطويلة والعالية الكثافة هذه على أنها جيدة جدًا للحفاظ على اللدونة من خلال الاستفادة من القدرة الكامنة في نظامنا العصبي على "إعادة تنظيم" الألياف العصبية ونمو الوصلات العصبية الجديدة. أدى التدريب الأطول إلى وظيفة حركية محسنة ومتسقة حتى بعد إيقاف التحفيز الكهربائي الخارجي.
كانت الدراسات السابقة التي استخدمت الأساليب التجريبية ناجحة حيث تمكن عدد قليل من المصابين بشلل نصفي من اتخاذ خطوات قليلة على مسافة قصيرة بمساعدة وسائل المساعدة على المشي طالما تم توفير التحفيز الكهربائي. عندما تم إيقاف التحفيز ، عادت حالتها السابقة حيث لم يتمكن المرضى من تنشيط أي حركات للساق وذلك لأن المرضى لم يكونوا "مدربين بشكل كافٍ". يتمثل أحد الجوانب الفريدة للدراسة الحالية في استمرار استمرار الوظائف العصبية حتى بعد انتهاء التدريب وإيقاف التحفيز الكهربائي على الرغم من أن المشاركين ساروا بشكل أفضل عند تشغيل التحفيز. قد يكون هذا العلاج التدريبي قد ساعد في إعادة بناء وتقوية الروابط العصبية بين الدماغ والحبل الشوكي والتي أصبحت غير وظيفية نتيجة للإصابة. كان العلماء سعداء بالاستجابة غير المتوقعة للجهاز العصبي البشري لتجربتهم.
هذا بحث مذهل للمرضى الذين عانوا من أنواع مختلفة من إصابات النخاع الشوكي المزمنة ، وقد تولد الأمل في أنه مع التدريب المناسب يمكنهم التعافي. شركة ناشئة تسمى GTX Medical شارك في تأسيسها مؤلفو هذه الدراسة تتطلع إلى التصميم والتطوير حسب الطلب neurotechnology والتي يمكن استخدامها لتوفير إعادة التأهيل داخل نظام الرعاية الصحية. يجب أيضًا اختبار هذه التقنية في وقت أبكر بكثير ، أي بعد الإصابة مباشرة عندما تكون إمكانية الشفاء أعلى بكثير لأن الجهاز العصبي العضلي في الجسم لم يتعرض للضمور الكامل المرتبط بالشلل المزمن.
***
{يمكنك قراءة ورقة البحث الأصلية عن طريق النقر فوق ارتباط DOI الوارد أدناه في قائمة المصدر (المصادر) المذكورة}
المصدر (ق)
1. Wagner FB وآخرون 2018. تعيد التكنولوجيا العصبية المستهدفة المشي لدى البشر المصابين بإصابة في النخاع الشوكي. طبيعة سجية. 563 (7729). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0649-2
2. Asboth L et al. 2018. يتيح إعادة تنظيم الدائرة القشرية - الشبكية - النخاعية التعافي الوظيفي بعد كدمة الحبل الشوكي الشديدة. علم الأعصاب الطبيعي. 21 (4). https://doi.org/10.1038/s41593-018-0093-5
***
