W niedawnym badaniu klinicznym przeprowadzonym w szpitalu uniwersyteckim w Lozannie w Szwajcarii neurobiolog Jocelyne Bloch i jej zespół przetestowali skuteczność elektrostymulacji zewnątrzoponowej w pętli zamkniętej (EES) u pacjentów z przewlekłym niepełnym uszkodzeniem rdzenia kręgowego (SCI). Chcieli sprawdzić, czy wszczepiony neurostymulator wraz z asystującym robotem wspomagającym treningi rehabilitacyjne pomoże pacjentom odzyskać zdolność chodzenia.

Urazy rdzenia kręgowego często powodują znaczne uszkodzenie długich włókien nerwowych zwanych aksonami, które są odpowiedzialne za przenoszenie impulsów nerwowych do i z mózgu. U osoby sprawnej fizycznie te aksony przekazują bodźce czuciowe (jak klasyczny przykład bólu po dotknięciu gorącej kuchenki) do mózgu, który następnie wysyła impuls z powrotem w odpowiedzi (tj. odruch odrywania dłoni od kuchenki).

Jednak po SCI aksony te mogą zostać fizycznie odcięte, niezdolne do ponownego wzrostu i wznowienia komunikacji z mózgiem z powodu obecności ciężkiej tkanki bliznowatej. Zasadniczo ta blizna tworzy przeszkodę, która zmniejsza lub eliminuje kontrolę pacjenta nad częścią lub całym ciałem.

Wykorzystując lata wcześniejszych badań nad SCI i aksonami, zespół Bloch zidentyfikował określone wiązki włókien nerwowych, które znajdują się w dolnej części kręgosłupa i wychodzą z niego. Ponieważ różne wiązki nerwów stymulują różne grupy mięśni, naukowcy przystąpili do pracy przy użyciu zwłok, rezonansu magnetycznego i tomografii komputerowej, aby zbadać potencjał stymulacji określonych wiązek i wywoływania ruchu w różnych obszarach ciała. Po opracowaniu wirtualnego modelu, który pozwolił im zbadać, w jaki sposób położenie wszczepionej elektrody może wpływać na stymulację nerwów, zespół wyprodukował implant z 16 pojedynczymi elektrodami, które umożliwiłyby kontrolę nad aktywacją wiązek.

Bloch i jej koledzy zrekrutowali następnie trzech pacjentów ochotników, z których każdy stracił sprawność nóg po niekompletnym SCI i wyposażono ich w implant. Po dostrojeniu implantu, okazało się, że w ciągu jednego dnia pacjenci byli w stanie stawiać kroki na bieżni, wspomagani podtrzymującym ich robotem.

Kolejne dni obejmowały dostrajanie i dalszą rehabilitację wspomaganą robotem (rodzaj treningu rehabilitacyjnego czasami spotykanego u sparaliżowanych pacjentów, w którym wykorzystuje się uprząż do podtrzymania masy ciała pacjenta). Trzy dni praktyki umożliwiły pacjentom poruszanie się po sali ze wsparciem, a po pewnym czasie byli w stanie stać samodzielnie oraz poruszać się, używając tylko chodzika. Odrębne programy pozwalały pacjentom jeździć na rowerach i wiosłować na kajaku, a jeden z pacjentów zaczął wchodzić po schodach.

Szkolenie rehabilitacyjne w szpitalu uniwersyteckim w Lozannie trwało łącznie około sześciu miesięcy, a następnie pacjentom zapewniono system do użytku domowego.

Bloch i jej zespół mają nadzieję stworzyć dodatkowe układy elektrod, które pomogą odzyskać zdolności motoryczne w innych częściach ciała, a także spersonalizować układ elektrod dla poszczególnych pacjentów. Chociaż jest to dość inwazyjna procedura, to badanie kliniczne daje nadzieję pacjentom po urazie rdzenia, którzy utracili władzę w kończynach.