A mikroimplantátumok vissza tudták állítani az állást és a járást

Amikor Vivian Mushahwar először jelentkezett a grad iskolába, arról írt, hogy a bénulást a gerincvelő újbóli bekötésével orvosolni szeretné.

mikroimplantátumok

A fiatal villamosmérnök csak akkor tudta meg, hogy ötlete valóban nevetést váltott ki, miután felvették a biomérnöki programba.

"Arra gondoltam, hé, meg tudom javítani, ez csak a vezetékek" - mondta Mushahwar. - Igen, nem csak drótokról van szó. Tehát útközben meg kellett tanulnom a biológiát.

Mushahwar két évtized alatt rengeteg munkát végzett az Alberta Egyetemen, de a funkcionális helyreállítás kanadai kutatószéke továbbra is az álmot erősíti, hogy segítsen az embereknek újra járni. A laboratóriumában úttörő elektromos gerincimplantátumnak és a gerincvelő feltérképezésében végzett munkának köszönhetően ez az álom valóra válhat a következő évtizedben.

Mivel a sérült gerincvelő visszahal, nem egyszerűen kábel újracsatlakoztatásáról van szó. Három herkulus bravúrra van szükség. Le kell fordítanod az agyjeleket. Ki kell találnia és ellenőriznie kell a gerincvelőt. És újra meg kell szólítania a két felet.

Az emberek hajlamosak azt gondolni, hogy az agy minden gondolkodást elvégez, de Mushahwar szerint a gerincvelő beépített intelligenciával rendelkezik. A motoros és érzékszervi hálózatok összetett láncolata mindent szabályoz a légzéstől a belekig, míg az agytörzs hozzájárulása alapvetően "menj!" és "gyorsabban!" A gerincvelő nem csak az izmokat mozgatja, hanem természetes járását is megadja.

Más kutatók különböző utakat próbáltak ki a mozgás helyreállítására. Azáltal, hogy elektromos impulzusokat juttatunk a lábizmokba, újból állni vagy sétálni lehet az embereket. De a hatás szigorúan mechanikus és nem különösebben hatékony. Mushahwar kutatása az alsó test működésének helyreállítására összpontosult súlyos sérülések után egy apró gerincimplantátum segítségével. A hajszerű elektromos vezetékek mélyen a gerinc szürke anyagába merülnek, és elektromos jeleket küldenek a hálózathoz, amelyek már tudják, hogyan kell elvégezni a nehéz munkát.

A Scientific Reports új cikkében a csapat térképet mutat, amely meghatározza, hogy a gerincvelő mely részei váltják ki a csípőt, a térdet, a bokát és a lábujjakat, valamint azokat a területeket, amelyek összeállítják a mozgásokat. A munka kimutatta, hogy a gerinctérképek az állati spektrumban figyelemre méltóan konzisztensek voltak, de további munkára van szükség, mielőtt áttérnének az emberi kísérletekre.

Az emberi klinikai környezetbe való áttérés következményei hatalmasak lennének, de követniük kell az állatokon elvégzendő további munkát. Az álló és a járás irányításának lehetősége javítaná a csontok egészségét, javítaná a bél és a hólyag működését, és csökkentené a nyomási fekélyeket. Segíthet a szív- és érrendszeri betegségek - a gerincvelő betegek halálának fő oka - kezelésében, miközben javíthatja a mentális egészséget és az életminőséget. A kevésbé súlyos gerincsérüléssel rendelkezők számára az implantátum terápiás lehet, feleslegessé téve a hónapokig fárasztó, korlátozott sikerű fizikoterápiás kezelések szükségességét.

"Úgy gondoljuk, hogy az intraspinalis stimuláció önmagában arra készteti az embereket, hogy egyre hosszabb ideig, sőt talán még gyorsabban kezdjenek járni" - mondta Mushahwar. - Ez önmagában az ő terápiájukká válik.

A haladás figyelemre méltó tempóban haladhat, mégis gyakran őrületesen lassú.

"Az idegtudományban az elmúlt 20 évben robbanásszerű tudás" - mondta Mushahwar. - Az ember és a gép egyesítésének szélén állunk.

Tekintettel az inkrementális finanszírozás és a kutatás jellegére, az ilyen típusú haladás reális ütemterve megközelítheti az egy évtizedet.

Mushahwar a SMART hálózat igazgatója, több mint 100 U A-tudós és tanuló együttműködésében, akik szándékosan megtörik a fegyelmi silókat, hogy egyedi módszereket gondoljanak ki az idegi sérülések és betegségek kezelésére. Ez azt jelentette, hogy olyan kutatókkal dolgoztunk együtt, mint Kathryn Todd idegtudós és Matthew Churchward biokémikus, mind a pszichiátriai osztályon, hogy háromdimenziós sejtkultúrákat hozzunk létre, amelyek az elektródok tesztelését szimulálják.

A következő lépések a hardver finomhangolása - egy beültethető stimulátor miniatürizálása -, valamint a Health Canada és az FDA jóváhagyása a klinikai vizsgálatokhoz. Korábbi kutatások foglalkoztak azzal a problémával, hogy az agyi jeleket és szándékot az intraspinalis implantátum parancsokká alakítják; az intraspinalis implantátumok első generációja azonban megköveteli, hogy a beteg ellenőrizze a járást és a mozgást. A jövőbeni implantátumok tartalmazhatnak kapcsolatot az agyval.

Mushahwar évtizedekkel ezelőtt ugyanaz a cél volt. Most kivéve ez már nem nevetséges ötlet.

- Képzelje el a jövőt - mondta Mushahwar. "Egy ember csak gondolkodik, és a parancsokat továbbítják a gerincvelőbe. Az emberek felállnak és járnak. Ez az álom."