การศึกษาแสดงให้เห็นการฟื้นตัวจากอัมพาตโดยใช้วิธีการทางเทคโนโลยีประสาทแบบใหม่
กระดูกสันหลังในร่างกายของเราคือกระดูกที่ประกอบขึ้นเป็นกระดูกสันหลัง กระดูกสันหลังของเราประกอบด้วยเส้นประสาทหลายเส้นตั้งแต่สมองจนถึงหลังส่วนล่าง ของเรา เส้นประสาทไขสันหลัง เป็นกลุ่มของเส้นประสาทและเนื้อเยื่อที่เกี่ยวข้อง ซึ่งกระดูกสันหลังส่วนนี้ประกอบด้วยและให้การป้องกัน ไขสันหลังมีหน้าที่ส่งสัญญาณ (สัญญาณ) จากสมองไปยังส่วนต่าง ๆ ของร่างกายของเราและในทางกลับกัน เนื่องจากการส่งผ่านนี้ เราจึงสามารถรู้สึกเจ็บหรือขยับมือและขาของเราได้ อาการบาดเจ็บที่ไขสันหลังเป็นการบาดเจ็บทางร่างกายที่รุนแรงอย่างยิ่งเมื่อเกิดความเสียหายต่อไขสันหลัง เมื่อไขสันหลังได้รับบาดเจ็บ แรงกระตุ้นบางอย่างจากสมองของเรา “ล้มเหลว” ในการส่งไปยังส่วนต่างๆ ของร่างกาย ส่งผลให้สูญเสียความรู้สึก ความแข็งแรง และความคล่องตัวในทุกตำแหน่งที่อยู่ต่ำกว่าตำแหน่งที่ได้รับบาดเจ็บ และหากเกิดการบาดเจ็บที่บริเวณคอก็จะส่งผลให้ อัมพาต ทั่วร่างกายส่วนใหญ่ การบาดเจ็บที่ไขสันหลังทำให้เกิดบาดแผลและมีผลกระทบอย่างมากต่อชีวิตประจำวันของผู้ประสบภัยซึ่งส่งผลต่อร่างกาย จิตใจ และอารมณ์ในระยะยาว
อนาคตการศึกษาใหม่
ขณะนี้ยังไม่มีวิธีรักษาเพื่อซ่อมแซมความเสียหายที่เกิดจากอาการบาดเจ็บที่กระดูกสันหลังเนื่องจากไม่สามารถย้อนกลับได้ การรักษาและการฟื้นฟูสมรรถภาพบางรูปแบบช่วยให้ผู้ป่วยมีชีวิตที่ประสบความสำเร็จและเป็นอิสระ การวิจัยจำนวนมากยังคงดำเนินต่อไปด้วยความหวังว่าสักวันหนึ่งจะสามารถรักษาอาการบาดเจ็บที่ไขสันหลังได้อย่างสมบูรณ์ ในการศึกษาที่ก้าวล้ำนี้ ทีมนักวิทยาศาสตร์จาก Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne และโรงพยาบาลมหาวิทยาลัยโลซานน์ในสวิตเซอร์แลนด์ ได้ออกแบบวิธีบำบัดแบบใหม่เพื่อความก้าวหน้าในการฟื้นตัวจากอาการบาดเจ็บที่ไขสันหลัง การศึกษานี้เรียกว่า STIMO (STimulation Movement Overground) ได้รับการตีพิมพ์ใน ธรรมชาติ1 และ ประสาทธรรมชาติ2. นักวิทยาศาสตร์ระบุว่าการค้นพบนี้มีพื้นฐานมาจากความเข้าใจที่พวกเขาได้รับจากการวิเคราะห์แบบจำลองสัตว์ผ่านการวิจัยหลายปี
นักวิทยาศาสตร์ตั้งเป้าที่จะเลียนแบบพฤติกรรมของสมองและไขสันหลังแบบเรียลไทม์ ผู้เข้าร่วมการศึกษานี้เป็นผู้ป่วยอัมพาตครึ่งซีก XNUMX รายที่ได้รับบาดเจ็บที่ไขสันหลังส่วนคอและเป็นอัมพาตมาหลายปี (อย่างน้อย XNUMX ราย) ทุกคนได้รับการฟื้นฟูที่แตกต่างกันและถึงแม้จะมีการเชื่อมต่อของเส้นประสาทในบริเวณที่เกิดการบาดเจ็บ แต่ก็ไม่สามารถเคลื่อนไหวได้ หลังจากผ่านโปรโตคอลการฟื้นฟูสมรรถภาพใหม่ที่อธิบายไว้ในการศึกษาปัจจุบัน พวกเขาสามารถเดินได้ภายในเวลาหนึ่งสัปดาห์โดยใช้ไม้ค้ำหรือเครื่องช่วยเดิน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าพวกเขาฟื้นการควบคุมกล้ามเนื้อขาโดยสมัครใจซึ่งเป็นอัมพาตหลังจากได้รับบาดเจ็บ
งานวิจัยประสบความสำเร็จโดย 'การกระตุ้นด้วยไฟฟ้าเป้าหมายของเซลล์ประสาท' ในไขสันหลังที่เป็นไม้พร้อมกับการบำบัดด้วยน้ำหนัก การกระตุ้นด้วยไฟฟ้าของไขสันหลังนั้นกระทำได้อย่างแม่นยำในระดับสูงมาก และทำให้การศึกษาครั้งนี้มีความพิเศษเฉพาะตัว การกระตุ้นเป็นเหมือนไฟฟ้าช็อตสั้นๆ ซึ่งจะขยายสัญญาณและช่วยให้สมองและขาของผู้เข้าร่วมที่เป็นอัมพาตสื่อสารได้ดีขึ้น เพื่อจุดประสงค์นี้ รากฟันเทียม – อาร์เรย์ของอิเล็กโทรด (อิเล็กโทรด 16 อิเล็กโทรดบนเครื่องกำเนิดพัลส์) ถูกวางไว้บนไขสันหลังเพื่อให้นักวิจัยสามารถกำหนดเป้าหมายกล้ามเนื้อแต่ละส่วนที่แตกต่างกันในขาของผู้เข้าร่วม รากฟันเทียมนี้ เป็นเครื่องจักรขนาดเท่ากล่องไม้ขีด ซึ่งเดิมทีได้รับการออกแบบสำหรับการจัดการความเจ็บปวดของกล้ามเนื้อ เป็นเรื่องท้าทายทางเทคโนโลยีที่จะสามารถผ่าตัดฝังอุปกรณ์นี้ที่บริเวณเฉพาะในไขสันหลังได้ การกำหนดค่าต่างๆ ของอิเล็กโทรดเหล่านี้ในรากฟันเทียมจะกระตุ้นบริเวณเป้าหมายของไขสันหลัง และเลียนแบบสัญญาณ/ข้อความซึ่งจำเป็นต้องส่งไปยังสมองจึงจะสามารถเดินได้ นอกจากการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าแล้ว ผู้ป่วยยังต้อง 'คิด' เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวขาของตนเองเพื่อกระตุ้นการเชื่อมต่อของเซลล์ประสาทที่อยู่เฉยๆ
การฝึกอบรม
ผู้เข้าร่วมจะต้องมีเวลาและสถานที่ที่แม่นยำสำหรับการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าเพื่อสร้างการเคลื่อนไหวเฉพาะ พัลส์ไฟฟ้าเป้าหมายถูกส่งโดยระบบควบคุมไร้สาย ผู้เข้าร่วมต้องปรับตัวและปรับแต่งการประสานงานระหว่าง 'ความตั้งใจ' ของสมองในการเดินกับการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าจากภายนอก การทดลองนี้นำไปสู่การทำงานของระบบประสาทที่ดีขึ้น และอนุญาตให้ผู้เข้าร่วมฝึกความสามารถในการเดินบนพื้นดินตามธรรมชาติในห้องปฏิบัติการเป็นระยะเวลานาน หลังจากผ่านไปหนึ่งสัปดาห์ ผู้เข้าร่วมทั้งสามคนสามารถเดินแบบแฮนด์ฟรีได้โดยใช้การกระตุ้นด้วยไฟฟ้า และระบบรองรับน้ำหนักตัวเป็นเวลานานกว่าหนึ่งกิโลเมตร พวกเขาไม่มีอาการเมื่อยล้าของกล้ามเนื้อขาและคุณภาพการก้าวก็สม่ำเสมอ จึงสามารถเข้าร่วมการฝึกที่ยาวนานได้อย่างสบาย
หลังจากห้าเดือนของการฝึก การควบคุมกล้ามเนื้อโดยสมัครใจของผู้เข้าร่วมทั้งหมดก็ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด เซสชั่นการฝึกอบรมที่เข้มข้นและยาวนานเช่นนี้ถือว่าดีมากสำหรับการรักษาความเป็นพลาสติกโดยใช้ความสามารถโดยธรรมชาติของระบบประสาทของเราในการ 'จัดโครงสร้างใหม่' ของเส้นใยประสาทและการเติบโตของการเชื่อมต่อเส้นประสาทใหม่ การฝึกที่ยาวนานขึ้นทำให้การทำงานของมอเตอร์ดีขึ้นและสม่ำเสมอแม้หลังจากปิดการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าจากภายนอกแล้ว
การศึกษาก่อนหน้านี้ซึ่งใช้วิธีเชิงประจักษ์ประสบความสำเร็จโดยมีผู้ป่วยอัมพาตครึ่งซีกเพียงไม่กี่ก้าวในระยะทางสั้นๆ โดยใช้อุปกรณ์ช่วยเดินตราบเท่าที่มีการกระตุ้นด้วยไฟฟ้า เมื่อการกระตุ้นถูกปิด สถานะก่อนหน้าของพวกเขาจะกลับมา โดยที่ผู้ป่วยไม่สามารถกระตุ้นการเคลื่อนไหวของขาใดๆ ได้ เนื่องจากผู้ป่วยไม่ได้รับการ 'ฝึกฝนเพียงพอ' ลักษณะเฉพาะของการศึกษาในปัจจุบันคือ การทำงานของระบบประสาทยังคงปรากฏอยู่แม้หลังจากการฝึกสิ้นสุดลง และการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าก็ถูกปิดแม้ว่าผู้เข้าร่วมจะเดินได้ดีขึ้นมากเมื่อเปิดการกระตุ้น การฝึกบำบัดนี้อาจช่วยสร้างและเสริมสร้างการเชื่อมต่อทางประสาทระหว่างสมองกับไขสันหลังที่ไม่ทำงานอันเป็นผลมาจากการบาดเจ็บ นักวิทยาศาสตร์รู้สึกยินดีกับการตอบสนองที่คาดไม่ถึงของระบบประสาทของมนุษย์ต่อการทดลอง
นี่เป็นงานวิจัยที่ก้าวล้ำสำหรับผู้ป่วยที่ได้รับบาดเจ็บที่ไขสันหลังเรื้อรังประเภทต่างๆ และมีความหวังว่าจะสามารถฟื้นตัวได้ด้วยการฝึกอบรมที่เหมาะสม บริษัทสตาร์ทอัพชื่อ GTX Medical ซึ่งร่วมก่อตั้งโดยผู้เขียนงานวิจัยนี้ กำลังมองหาการออกแบบและพัฒนาเฉพาะตัว เทคโนโลยีประสาท ซึ่งสามารถนำมาใช้ในการฟื้นฟูสมรรถภาพภายในระบบการรักษาพยาบาลได้ เทคโนโลยีดังกล่าวจะต้องได้รับการทดสอบเร็วกว่านี้มาก กล่าวคือ ทันทีหลังการบาดเจ็บเมื่อศักยภาพในการฟื้นตัวสูงขึ้นมาก เนื่องจากระบบประสาทและกล้ามเนื้อของร่างกายไม่ได้มีการฝ่ออย่างสมบูรณ์ที่เกี่ยวข้องกับอัมพาตเรื้อรัง
***
{คุณสามารถอ่านรายงานการวิจัยต้นฉบับได้โดยคลิกลิงก์ DOI ที่ระบุด้านล่างในรายการแหล่งที่มาที่อ้างอิง}
แหล่งที่มา (s)
1. Wagner FB et al 2018 เทคโนโลยีประสาทเป้าหมายช่วยฟื้นฟูการเดินในมนุษย์ที่มีอาการบาดเจ็บที่ไขสันหลัง ธรรมชาติ. 563(7729). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0649-2
2. Asboth L et al. 2018 การปรับโครงสร้างวงจร Cortico–reticulo–spinal ช่วยให้ฟื้นตัวได้ตามปกติหลังจากเกิดฟกช้ำที่ไขสันหลังอย่างรุนแรง ประสาทวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ. 21(4). https://doi.org/10.1038/s41593-018-0093-5
***
