척추 자극은 하반신 마비가있는 남성이 다시 걸을 수 있도록 도와줍니다.
무선 임플란트로 척수를 전기적으로 자극하는 새로운 방법과 체중을 지탱하는 치료법은 하반신 마비 환자 3 명이 보행 보조기와 목발의 도움으로 다시 걸을 수 있도록 도와주었습니다. 그들은 전혀 도움없이 몇 걸음을 내딛을 수도 있습니다.
수년 전에 세 남자는 하체가 마비 된 척수의 경부 또는 목 부위에 부상을 입었습니다.
재활을 담당하는 새로운 "치료 프레임 워크"를 STIMO (Stimulation Movement Overground)라고합니다.
이것은 스위스에있는 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)과 Lausanne University Hospital (CHUV) 간의 협력의 결과입니다.
두 개의 저널, 자연 과 자연 신경 과학, 새로운 자극 접근법에 대한 연구 논문을 발표했습니다.
이 새로운 방법에 대해 주목할만한 점은 척수에 대한 전기 자극이 꺼 졌을 때 남성이 다리를 움직일 수 있다는 것입니다.
연구 논문 중 하나에서 연구원들은 척수 손상을 입은 인간의 움직임 제어를 회복하기 위해 "고유 감각 보존"의 중요성을 설명합니다.
'고유 감각 유지'의 필요성
고유 감각은 환경이 아니라 신체 자체에서 오는 신호를 처리하여 신체의 위치와 움직임을 감지하는 능력입니다. 과학자들은 종종 이것을“육감”으로 묘사합니다.
이에 대해 글을 쓴 일부 사람들은 근육을 수축시킬 수 있었음에도 불구하고 "감염으로 인해 신체의 위치, 움직임 및 촉각을 박탈"한 후 효과적으로 움직이지 못한 남성의 예를 인용했습니다. 고유 감각.
스위스의 연구원들은 척수의 전기 자극이 정확한 위치 타겟팅과 맥박 타이밍의 올바른 조합을 가지고 있지 않으면 고유 감각을 방해 할 수 있다고 주장합니다.
STIMO 방법은 "버스트 자극 및 시공간 자극 프로파일"을 사용하여이를 극복 할 수 있습니다. 연구진은 시뮬레이션을 사용하여 "운동 뉴런 활동을 강력하게 제어"할 수 있음을 보여주었습니다.
"전기 자극의 정확한 타이밍과 위치"는 이식 수술을 수행 한 CHUV의 교수이자 신경 외과 의사 인 Jocelyne Bloch가 "의도 된 움직임을 생성하는 환자의 능력에 매우 중요합니다."라고 설명합니다.
스위스 시계 정밀도
EPFL의 신경 과학자 인 Grégoire Courtine 교수는 수년간 동물 모델을 연구 한 결과“뇌가 자연적으로 척수를 활성화하는 방식을 실시간으로 모방 할 수있었습니다.”라고 말합니다.
그는 충동의 위치와 타이밍의 정확한 조합이 새로운 신경 연결을 생성하는 데 도움이되었다고 제안합니다.
Bloch 교수는 "스위스 시계만큼 정확"해야한다고 말합니다. 임플란트는 특정 다리 근육 그룹을 대상으로하는 일련의 전극으로 구성됩니다.
"선택된 전극 구성은 척수의 특정 영역을 활성화하여, 보행을 생성하기 위해 뇌가 전달하는 신호를 모방합니다"라고 그녀는 덧붙입니다.
세 남자는 자극 펄스와 함께 걸 으려는 의도를 측정하는 방법을 배워야했습니다. 이 "보정"단계의 단 1 주 후에, 세 사람 모두 "체중 지원"으로 걷고있었습니다.
“모든 환자는 1 주일 이내에 체중 지원을 사용하여 걸을 수 있습니다. 나는 우리가 올바른 길을 가고 있다는 것을 즉시 알았습니다.”
Jocelyne Bloch 교수
5 개월 이내에 그들의 "자발적 근육 조절이 엄청나게 향상되었습니다"라고 Courtine 교수는 말합니다. "인간의 신경계는 우리가 예상했던 것보다 훨씬 더 심오하게 치료에 반응했습니다."
남자들은 다리 근육에 피로가 없었고 재활 세션 동안 1km 이상 핸즈프리로 걸었습니다.
‘활동 의존성 가소성’
강렬하고 긴 세션은 남성의 신경계가 "활동 의존 가소성"을 유발하고 신경 섬유를 재조직하는 데 도움이되었습니다. 이것은 자극이없는 경우에도 움직임 능력을 향상시키는 결과를 가져 왔습니다.
이제 팀은 발견 한 결과를 병원과 클리닉에서 사용할 수있는 맞춤형 치료로 변환하려고합니다.
과학자들은 현재 "차세대 신경 기술"을 개발하고 있는데,이 기술은 영향을받은 조직이 죽지 않았기 때문에 회복 가능성이 더 큰 부상 직후 테스트를 희망합니다.
버밍엄에있는 앨라배마 대학의 국립 척수 손상 통계 센터의 추정에 따르면 미국에서 척수 손상으로 살고있는 사람은 약 288,000 명입니다. 매년 의료 전문가는 약 17,700 건의 새로운 사례를 진단하며이 중 78 %는 남성입니다. .
차량 충돌로 인한 부상은 미국에서 척수 손상 사례의 대부분 (38 %)을 차지하고, 추락 (32 %)이 그 뒤를이었습니다. 상대적으로 일반적인 다른 원인으로는 총상 및 기타 폭력 행위로 인한 부상 (14 %)과 스포츠 또는 레크리에이션 중 발생하는 부상 (8 %)이 있습니다.
EPFL의 다음 비디오는 연구를 요약하고 세 남자가 재활 과정에서 진행 한 과정을 보여줍니다.
