Stimulasi tulang belakang membantu pria dengan paraplegia berjalan kembali
Sebuah cara baru untuk menstimulasi sumsum tulang belakang secara elektrik dengan implan nirkabel, bersama dengan terapi yang menopang berat badan, telah membantu tiga pria penderita paraplegia untuk berjalan kembali dengan bantuan alat bantu berjalan dan kruk. Mereka bahkan dapat mengambil beberapa langkah tanpa bantuan sama sekali.
Bertahun-tahun sebelumnya, ketiga pria itu menderita luka di daerah leher rahim, atau daerah leher, dari tulang belakang mereka yang membuat mereka lumpuh di tubuh bagian bawah.
"Kerangka terapi" baru yang bertanggung jawab untuk rehabilitasi mereka disebut Stimulation Movement Overground (STIMO).
Ini adalah hasil kolaborasi antara Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) dan Rumah Sakit Universitas Lausanne (CHUV), keduanya di Swiss.
Dua jurnal, Alam dan Alam Neuroscience, sekarang telah menerbitkan makalah studi tentang pendekatan stimulasi baru.
Apa yang luar biasa tentang metode baru - dan membedakannya dari dua penelitian yang diterbitkan baru-baru ini dari Amerika Serikat tentang topik serupa - adalah bahwa para pria dapat menggerakkan kaki mereka ketika rangsangan listrik ke sumsum tulang belakang dimatikan.
Dalam salah satu makalah studi, para peneliti menjelaskan pentingnya "melestarikan proprioception" untuk mengembalikan kontrol gerakan pada manusia dengan cedera tulang belakang.
Kebutuhan untuk 'mempertahankan kepemilikan'
Proprioception adalah kemampuan untuk merasakan posisi dan gerakan tubuh dengan memproses sinyal yang datang dari tubuh itu sendiri, sebagai lawan dari lingkungannya. Ilmuwan sering menggambarkannya sebagai "indra keenam".
Beberapa orang yang telah menulis tentang hal itu telah mengutip contoh dari seorang pria yang, meskipun mampu membuat ototnya berkontraksi, secara efektif tidak bergerak setelah "infeksi yang membuatnya kehilangan rasa posisi, gerakan, dan sentuhan di tubuhnya" - atau miliknya proprioception.
Para peneliti di Swiss berpendapat bahwa jika rangsangan listrik dari sumsum tulang belakang tidak memiliki kombinasi yang tepat dari penargetan lokasi yang tepat dan waktu denyut nadi, itu dapat mengganggu proprioception.
Metode STIMO dapat mengatasi hal ini dengan menggunakan "stimulasi burst dan profil stimulasi spatiotemporal". Menggunakan simulasi, para peneliti menunjukkan bahwa itu memungkinkan "kontrol yang kuat atas aktivitas neuron motorik".
“Waktu dan lokasi yang tepat dari stimulasi listrik,” jelas rekan penulis Jocelyne Bloch, seorang profesor dan ahli bedah saraf di CHUV, yang melakukan operasi implan, “sangat penting bagi kemampuan pasien untuk menghasilkan gerakan yang diinginkan.”
Presisi jam tangan Swiss
Penulis studi senior Prof. Grégoire Courtine, seorang ahli saraf di EPFL, mencatat bahwa, setelah bertahun-tahun meneliti model hewan, mereka "mampu meniru dalam waktu nyata bagaimana otak secara alami mengaktifkan sumsum tulang belakang."
Dia menyarankan bahwa kombinasi yang tepat dari lokasi dan waktu impuls inilah yang membantu menghasilkan koneksi saraf baru.
Prof. Bloch mengatakan bahwa itu harus "setepat jam tangan Swiss". Implan terdiri dari serangkaian elektroda yang menargetkan kelompok otot kaki tertentu.
“Konfigurasi elektroda yang dipilih mengaktifkan daerah tertentu di sumsum tulang belakang, meniru sinyal yang akan dikirim oleh otak untuk menghasilkan berjalan,” tambahnya.
Ketiga pria itu harus belajar bagaimana mengatur waktu niat mereka untuk berjalan dengan denyut rangsangan. Setelah hanya 1 minggu dari fase "kalibrasi" ini, ketiganya berjalan dengan "penyangga berat badan".
“Semua pasien bisa berjalan menggunakan penyangga berat badan dalam waktu 1 minggu. Saya langsung tahu bahwa kami berada di jalan yang benar. "
Prof Jocelyne Bloch
Dalam 5 bulan, "kontrol otot sukarela mereka meningkat pesat," kata Prof. Courtine. "Sistem saraf manusia merespons pengobatan lebih dalam daripada yang kami harapkan."
Para pria tersebut tidak menunjukkan kelelahan pada otot kaki mereka dan berjalan tanpa tangan selama lebih dari satu kilometer selama sesi rehabilitasi mereka.
'Plastisitas yang bergantung pada aktivitas'
Sesi yang intens dan panjang membantu sistem saraf pria untuk memicu "plastisitas yang bergantung pada aktivitas" dan mengatur ulang serabut saraf. Inilah yang menyebabkan peningkatan kemampuan gerakan, bahkan tanpa adanya rangsangan.
Tim sekarang ingin menerjemahkan temuan tersebut menjadi perawatan khusus yang dapat digunakan di rumah sakit dan klinik.
Para ilmuwan juga sekarang mengembangkan "teknologi saraf generasi berikutnya," yang mereka harap dapat diuji segera setelah cedera ketika ada peluang lebih besar untuk pulih karena jaringan yang terkena belum mulai mati.
Menurut perkiraan dari Pusat Statistik Cedera Tulang Belakang Nasional di Universitas Alabama di Birmingham, ada sekitar 288.000 orang yang hidup dengan cedera tulang belakang di AS. Setiap tahun, profesional medis mendiagnosis sekitar 17.700 kasus baru, 78 persen di antaranya terjadi pada pria. .
Cedera yang terjadi selama kecelakaan kendaraan menyumbang sebagian besar (38 persen) kasus kerusakan saraf tulang belakang di A.S., diikuti oleh jatuh (32 persen). Penyebab lain yang relatif umum termasuk luka akibat tembakan dan tindakan kekerasan lainnya (14 persen), bersama dengan cedera yang terjadi selama olahraga atau rekreasi (8 persen).
Video berikut dari EPFL merangkum penelitian dan menggambarkan kemajuan yang dibuat ketiga pria selama rehabilitasi mereka.
