Doorbraak verlamming: elektrisch implantaat helpt de mens weer te lopen
Een recente casestudy zou bestaande opvattingen over bepaalde soorten verlamming kunnen vernietigen. Een benadering die ruggenmergstimulatie en fysiotherapie combineert, heeft nu een man die al jaren met verlamming van het onderlichaam leeft, geholpen om te staan en te lopen.
Paraplegie is een aandoening waarbij het onderlichaam van een persoon verlamd is.
Een 29-jarige man vertrok met de aandoening na een sneeuwscooterongeval in 2013 en heeft onlangs met enige hulp kunnen staan en lopen.
Dit is allemaal te danken aan een elektrisch implantaat dat zenuwen in het ruggenmerg kan stimuleren.
Specialisten van de Mayo Clinic in Rochester, MN, en de University of California, Los Angeles, hebben deze strategie bedacht.
Samen kwamen de teams op het idee om een elektrode te implanteren in de epidurale ruimte van de man, het gebied net buiten de membraanachtige 'buis' die het ruggenmerg en het hersenvocht bevat.
De inspanningen begonnen in 2016, toen de man voor het eerst 22 sessies van toegewijde fysiotherapie onderging voordat hij het elektrode-implantaat ontving. De operatie werd uitgevoerd door Dr. Kendall Lee van de Mayo Clinic.
In een studiepaper dat nu in het tijdschrift wordt gepubliceerd Nature Medicine, melden de onderzoekers de verbazingwekkende vooruitgang die de man zag na 113 revalidatiesessies na de implantatieoperatie.
Elektrische stimulatie blijkt effectief
De geïmplanteerde elektrode wordt aangesloten op een pulsgenerator die ook onder de huid is geplaatst. Dit apparaat is draadloos toegankelijk via een externe controller.
Het doel was simpel: door middel van elektrische stimulatie stelt het implantaat de relevante neurale netwerken in staat om signalen te verwerken die "staan" en "lopen" communiceren.
Tijdens de revalidatiesessies na implantatie bleef het team de instellingen van het implantaat aanpassen en optimaliseren, en ze boden de man veel training en ondersteuning om hem zoveel mogelijk onafhankelijkheid te geven.
Tijdens de eerste trainingsweek had de man een harnas nodig om zijn evenwicht te bewaren. In week 25 was dit echter overbodig geworden en had de man slechts af en toe hulp van anderen nodig.
Aan het einde van de studie had hij vooral geleerd hoe hij zijn eigen bewegingen tijdens elektrische stimulatie moest coördineren en had hij slechts af en toe hulp nodig.
Tijdens de onderzoeksperiode slaagde de man erin om belangrijke mijlpalen te bereiken, zoals 111 meter (of 102 meter) lopen, wat ongeveer overeenkomt met de lengte van een voetbalveld, 331 stappen in één sessie alleen en 16 minuten lopen met hulp.
De hoogste stapsnelheid die hij bereikte was 13 yards per minuut, of 0,20 meter per seconde. Hij kon alleen lopen met een rollator met voorwielen en zelfs op een loopband stappen met behulp van steunbalken om zijn evenwicht te bewaren.
Studie schudt bestaande noties door elkaar
Dit gebeurde echter allemaal terwijl elektrische stimulatie van het ruggenmerg aan was. Als het implantaat is uitgeschakeld, kan de man niet meer bewegen. Voorlopig beweegt hij zich alleen onder bijzonder toezicht uit voorzorg.
Toch heeft de casestudy belangrijke implicaties voor de mechanica die verband houdt met verlamming die de mobiliteit van een persoon beïnvloedt.
"Wat dit ons leert, is dat die netwerken van neuronen onder een dwarslaesie nog steeds kunnen functioneren na verlamming."
Co-hoofdonderzoeker Dr. Kendall Lee
De andere co-hoofdonderzoeker, Dr. Kristin Zhao, legt uit dat dit slechts het begin is van veel diepgaande studies over hoe dergelijke implantaten voor elektrische stimulatie het beste kunnen worden gebruikt en wie er het meeste baat bij heeft.
"Nu denk ik dat de echte uitdaging begint, en dat is begrijpen hoe dit is gebeurd, waarom het is gebeurd en welke patiënten zullen reageren", zegt ze.
