Egzoszkielet - nadzieja dla sparaliżowanych

Wirtualna rzeczywistość i analiza aktywności mózgu pomogły niepełnosprawnym wrócić do życia.

Aktualizacja: 15.08.2016 23:54 Publikacja: 15.08.2016 18:23

Do treningu służył specjalny egzoszkielet przejmujący ciężar ciała pacjenta i ułatwiający zachowanie

Do treningu służył specjalny egzoszkielet przejmujący ciężar ciała pacjenta i ułatwiający zachowanie równowagi

Foto: AFP

Sześciu mężczyzn i dwie kobiety nie mieli władzy w nogach – na skutek uszkodzenia rdzenia kręgowego byli sparaliżowani mniej więcej od pasa w dół. Ten stan utrzymywał się od trzech do 13 lat. – Ich szanse na odzyskanie jakiejkolwiek sprawności wynosiły zero – mówi Miguel Nicolelis, neurolog z amerykańskiego Duke University i główny autor eksperymentów, których wyniki publikuje „Scientific Reports".

Efekt terapii zaskoczył nawet samych badaczy: przywrócona kontrola nad czynnościami fizjologicznymi, możliwość wspomaganego chodzenia, a w niektórych przypadkach nawet funkcje seksualne. To największy postęp w leczeniu niepełnosprawnych bez włączania technik inwazyjnych – przekonują naukowcy.

Stelaż z dodatkami

– Nie mogliśmy tego przewidzieć, gdy rozpoczynaliśmy nasz program badań. Dotąd nikt nie osiągnął aż takiego efektu u osób sparaliżowanych, zwłaszcza u takich, u których całkowity paraliż trwał aż tak długo – mówi amerykański badacz.

Pacjenci mieli wypróbować egzoszkielet – rodzaj rusztowania podtrzymującego ciało, wyposażonego w siłowniki do poruszania nogami. Takie urządzenia coraz częściej wykorzystywane są do rehabilitacji. Eksperymenty prowadzone były przez międzynarodowy zespół naukowców w klinice AASDAP Neurorehabilitation Laboratory w Sao Paulo w Brazylii.

Nicolelis ma już za sobą pierwszy medialny sukces. W 2014 roku, podczas ceremonii otwarcia mistrzostw świata w piłce nożnej w Brazylii, jeden z jego sparaliżowanych pacjentów wyszedł na boisko w egzoszkielecie i... kopnął piłkę. Gest miał wymiar symboliczny – do tego jednego kopnięcia naukowcy i pacjent przygotowywali się przez kilka lat – jednak pokazał, że możliwa jest nowa droga rehabilitacji sparaliżowanych.

Obecny sukces to efekt połączenia kilku technik rehabilitacyjnych. I to nie tradycyjnych, ale ultranowoczesnych, wykorzystujących interfejsy elektryczne mózg–maszyna oraz sprzęt do wirtualnej rzeczywistości. Tym razem naukowcy zaprosili do testów więcej osób. Przygotowano dokładny plan treningowy. Pacjenci uczyli się sterować egzoszkieletem w wirtualnej rzeczywistości. W tym samym czasie badacze rejestrowali aktywność elektryczną ich mózgów. Pacjenci zakładali na głowy czepki z 11 elektrodami, które rejestrowały, co się dzieje w głowie człowieka, gdy ten chce np. zrobić krok.

Badacze zauważyli, że aktywność mózgu związana z ruchem nóg została całkowicie wyłączona. – Gdy mówiliśmy im „podnieście ręce", widzieliśmy aktywność mózgu – mówi Nicolelis. – Ale gdy mówiliśmy „zrób krok" – ich mózgi milczały.

Coś zostało

Treningi zajęły kilkanaście miesięcy. Dzięki nim naukowcy dostrzegli, że zmuszane do wysiłku mózgi pacjentów zaczęły pracować. Pacjenci zaczęli „przypominać sobie", jak utrzymywać równowagę, jak (prawie) samodzielnie stać. Najpierw w wirtualnej rzeczywistości, później podwieszani w uprzęży rehabilitacyjnej i w egzoszkielecie podtrzymującym ich ciało.

Aby pobudzić czucie głębokie (system pozwalający nam ocenić położenie ciała bez patrzenia na nie), sparaliżowanych wyposażono w rękawy wibrujące w zależności od tego, po jakiej powierzchni spacerowali w wirtualnej rzeczywistości.

Efekty były zaskakujące. Czucie i podstawowa sprawność wróciły.

– Mogli poczuć na skórze dotknięcie pędzelkiem lub ukłucie igły. Kontrolują funkcje pęcherza i jelit, to dla nich bardzo ważne – opisuje Nicolelis. – U mężczyzn wystąpiła zasadnicza poprawa funkcji seksualnych. Mogą utrzymać erekcję i odbyć stosunek.

Najbardziej zdumiewający jest przypadek 32-letniej kobiety, sparaliżowanej od co najmniej dekady. Nie była w stanie sama ustać nawet z pomocą specjalnego stelażu.

Po 13 miesiącach może sama chodzić w takim urządzeniu. A kiedy jest zawieszona w specjalnej uprzęży odciążającej nogi, sama wykonuje ruchy jak przy chodzeniu. U innej pacjentki wróciło czucie. Efekt był na tyle dobry, że zdecydowała się urodzić dziecko.

Najdziwniejsze w tym wszystkim jest to, że sami naukowcy nie potrafią wyjaśnić, co się stało. Oczywiście mówią, że plastyczność mózgu jest tak duża, iż nasz organizm sam znalazł „obejście" uszkodzonych tkanek. Ale jak to się stało – nie wiedzą.

Robocza hipoteza jest taka, że nawet u osób sparaliżowanych, z uszkodzonym rdzeniem kręgowym, pozostają jakieś sprawne połączenia.

– Te połączenia pozostają wyciszone całymi latami, bowiem nie otrzymują żadnych sygnałów z kory mózgowej do mięśni – próbuje tłumaczyć Miguel Nicolelis. – Ale z czasem, po treningu, podczas którego używają interfejsu elektrycznego z maszyną, te połączenia odzyskują sprawność. Nawet niewielka liczba pozostałych nerwów może wystarczyć do takiego połączenia.

Sześciu mężczyzn i dwie kobiety nie mieli władzy w nogach – na skutek uszkodzenia rdzenia kręgowego byli sparaliżowani mniej więcej od pasa w dół. Ten stan utrzymywał się od trzech do 13 lat. – Ich szanse na odzyskanie jakiejkolwiek sprawności wynosiły zero – mówi Miguel Nicolelis, neurolog z amerykańskiego Duke University i główny autor eksperymentów, których wyniki publikuje „Scientific Reports".

Efekt terapii zaskoczył nawet samych badaczy: przywrócona kontrola nad czynnościami fizjologicznymi, możliwość wspomaganego chodzenia, a w niektórych przypadkach nawet funkcje seksualne. To największy postęp w leczeniu niepełnosprawnych bez włączania technik inwazyjnych – przekonują naukowcy.

Pozostało 86% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Nauka
Czy mała syrenka musi być biała?
Nauka
Nie tylko niesporczaki mają moc
Nauka
Kto przetrwa wojnę atomową? Mocarstwa budują swoje "Arki Noego"
Nauka
Czy wojna nuklearna zniszczy cała cywilizację?
Nauka
Niesporczaki pomogą nam zachować młodość? „Klucz do zahamowania procesu starzenia”