مقدمه
درمان آسیب نخاعی به اقدامات درمانی و توانبخشی گفته می‌شود که برای بیماران مبتلا به آسیب نخاعی و نارسایی‌های حرکتی انجام می‌گیرد تا برخی از تواناییهای اندام‌های این افراد بازیابی شود. با توانبخشی افراد مبتلا به آسیب نخاعی، این بیماران می‌توانند دوباره کار کنند و توانایی آنها نسبت به قبل افزایش یابد. توانبخشی، استقلال بیمار را افزایش داده و موجب بهبود توانایی راه رفتن و قوی شدن گروه‌های عضلانی اندام تحتانی و همچنین بهبود تعادل و الگوی راه رفتن می‌شود. دانشمندان اعتقاد دارند که بافت‌های نخاعی با آموزش دوباره فعال خواهند شد و توانایی حرکت اختیاری و حسی بیماران بازیابی می‌شود.
هنگامی که سیستم عصبی به طور کامل و درست عمل می‌کند، یک منطقه از مغز به نام قشر حرکتی، دستورالعمل‌هایی که به آنها فکر می‌کنیم را به صورت سیگنال‌هایی ارسال می‌کند، این سیگنال‌ها به طرف ستون فقرات حرکت می‌کنند تا به یک شبکه عصبی در ناحیه کمر برسند. پس از آن نورون‌های شبکه عصبی دستورالعمل‌ها را می‌خوانند و عضلات پاها را فعال می‌کنند تا راه رفتن اتفاق بیفتد. آسیب نخاعی موجب توقف سیگنال و مانع رسیدن آن به مقصد می‌شود. در بدترین حالت، فرد دیگر نمی‌تواند حرکت کند و از گردن به پایین هیچ حسی ندارد.
دانشمندان بر این باورند که آسیب دیدگان ضایعه نخاعی، بیشترین سرعت بهبود را در شش ماه نخست پس از آسیب دارند. بنابراین تلاش می‌کنند تا از مزایای این فرصت برای بدست آوردن بیشترین توانبخشی استفاده کنند.
از طرف دیگر، بیماران مبتلا به آسیب نخاعی اگر به طور دائم روی صندلی چرخدار و یا در بستر باشند در معرض ابتلا به عوارض پزشکی دیگری قرار می‌گیرند. یکی از عوارض آسیب مغزی یا نخاعی و ناتوانی در حرکت این است که موجب از دست دادن تناسب عضلات و پس از آن خستگی و از دست دادن کیفیت خواب می‌شود. این از دست دادن تناسب عضلات اغلب توسط اسپاسم (حالت انقباض) بدتر نیز می‌شود. انقباض باعث سفتی عضلات می‌شود و می‌تواند در حرکت طبیعی، گفتار و راه رفتن اختلال ایجاد کند. اسپاسم معمولاً با آسیب به بخشی از مغز و یا نخاع که حرکت‌های ارادی را کنترل می‌کند ایجاد می‌شود. اگر بیماران زمان بیشتری را صرف ایستادن، راه رفتن و ورزش کنند فواید قابل توجهی از جمله بهبود خواب، محافظت از مفصل‌ها، کاهش اسپاسم، درد و جلوگیری از عوارض ناشی از کم تحرکی بیماران و همچنین بهبود کیفیت زندگی را می‌توانند بدست آورند.
پیشرفت‌های فناوری رباتیک و رایانه، به دانشمندان کمک می‌کنند تا توانایی حرکت و حسی را به بیماران مبتلا به آسیب نخاعی و نارسایی‌های حرکتی بازگردانند.
اسکلت بیرونی
اسکلت بیرونی آخرین فناوری در توانبخشی و درمان فیزیکی است. فناوری اسکلت بیرونی به بیماران ضایعه نخاعی کمک می‌کند تا توانایی حرکت خود را دوباره بدست آورند. اسکلت بیرونی به ایستادن و حرکت ماهیچه‌ها در راه رفتن بیماران ضایعه نخاعی کمک می‌کند.
از سوی دیگر، فعالیت‌های ساده مانند خرید، بالا رفتن از پله و استفاده از سرویس بهداشتی برای افرادی که از صندلی چرخدار استفاده می‌کنند بسیار دشوار است. بازگرداندن توانایی حرکتی، تجربه‌ی زندگی مستقل را برای افراد آسیب نخاعی فراهم می‌کند. با جایگزینی اسکلت بیرونی به جای صندلی چرخدار، افراد آسیب نخاعی می‌توانند به راحتی و به صورت ایستاده با دیگران تعامل داشته باشند. افزون بر این، استفاده از اسکلت بیرونی، بهبود سلامت جسمانی و روحی را در پی خواهد داشت. استخوان‌ها و عضلات آنها، قوی‌تر خواهد شد. خطر ترومبوس (thrombosis) و لخته شدن خون و کمردرد افراد ناشی از نشستن طولانی‌مدت بر صندلی چرخدار کاهش می‌یابد. همچنین عملکرد دستگاه گوارش بهتر می‌شود.
هم‌اکنون دو نوع از اسکلت بیرونی در دسترس است. یکی برای بیمارستان‌ها و پزشکان که با بیماران آسیب نخاعی در سطح‌های متفاوت کار می‌کنند و نوع دیگر برای استفاده فردی تهیه شده است. انواع متنوعی از اسکلتهای بیرونی وجود دارد که هدف همه آنها کمک به ایستادن و راه رفتن و سرعت بخشیدن به فرایند توانبخشی بیماران آسیب نخاعی است. تفاوت اسکلتهای بیرونی در دید مهندسی و نحوه عملکرد ربات‌ها است. بعضی نیز به ایستادن بیماران آسیب نخاعی کامل نمی‌توانند کمک کنند و اغلب آنها جهت حفظ تعادل نیاز به عصا دارند. دلایل مختلفی برای اهمیت دادن به اسکلتهای بیرونی وجود دارد. کسانی که نمی‌توانند راه بروند می‌توانند با آنها روی پای خود بایستند و حرکت کنند. عده‌ای دیگر نیز می‌توانند با آنها تواناییهای حرکتی خود را بازیابند.
برخی از اسکلتهای بیرونی مستقیماً توسط سیستم عصبی بیمار کنترل می‌شود. دستور حرکتی که در مغز و به طور خاص در قشر حرکتی ایجاد می‌شود از طریق نخاع و اعصاب محیطی منتقل و در قالب یک شوک عصبی به عضلات بیمار وارد و موجب انقباض عضلات و حرکت می‌شود. با اسکلت بیرونی کنترل شونده با ذهن سیگنال‌های عصبی باقیمانده توسط حسگر واقع در سطح پوست و عضلات اندام تحتانی بیمار دریافت، تقویت و سپس به ربات منتقل می‌شود. این سیستم سیگنال‌ها را تشخیص و نیروی لازم برای حمایت بیمار و انجام حرکت را فراهم می‌کند. چشم‌انداز نهایی برای اسکلت بیرونی امکان کنترل اسکلت توسط خود کاربر است به‌گونه‌ای که به جای کنترل اسکلت با جوی استیک یا کلیدها و عملگرهای خارجی، کاربر با استفاده از ذهن خود دستور جلورفتن و یا عقب رفتن ایستادن و نشستن به اسکلت بدهد.
اسکلت بیرونی Project MARCH، از نوع فعال و رباتیک یکی از انواع اسکلتهای بیرونی است که برای افراد آسیب نخاعی و پاراپلژیک طراحی شده است. یکی دیگر از اسکلتهای بیرونی مناسب توانبخشی بیماری آسیب نخاعی، اسکلت بیرونی فعال پایین‌تنه HANK ساخت شرکت اروپایی GOGOA است. این اسکلت بیرونی تأییدیه CE را دریافت کرده است. این تأییدیه شامل توانبخشی ناشی از آسیب نخاعی (SCI)، آسیب مغزی اکتسابی (ABD) و بیماری‌های اضمحلال عصبی است. EksoGT یکی از نخستین اسکلتهای بیرونی مورد تأیید سازمان غذا و دارو برای توانبخشی بیماران سکته مغزی و آسیب نخاعی است. همچنین اسکلت بیرونی پایین تنه فعال Fourier X1 برای هر دو استفاده شخصی در منزل و برنامه‌های توانبخشی راه رفتن بیماران سکته مغزی و بیماران آسیب نخاعی در بیمارستان‌ها و درمانگاه‌ها طراحی شده است.
اسکلت بیرونی مخصوص کودکان مبتلا به آتروفی عضلانی نخاعی (SMA)
آتروفی عضلانی نخاعی، یکی از جدی‌ترین بیماری‌های عصبی عضلانی دژنراتیو در کودکان است که با وجود نادر بودن، باعث نرخ بالای مرگ و میر در نوزادان و کودکان مبتلاء به آن می‌شود. منشاء این بیماری ژنتیکی است و باعث ضعف عضلانی عمومی پیشرونده می‌شود. از دست دادن قدرت حرکت، تغذیه و تنفس، کودک مبتلا را باعث ناتوانی در تحرک می‌کند.
نوع اول این بیماری که شدیدترین نوع آن است، در چند ماه اول زندگی نوزاد تشخیص داده می‌شود و به ندرت این نوزادان تا ۱۸ ماهگی زنده می‌مانند. نوع دوم که در ماه‌های هفتم تا هجدهم زندگی نوزاد تشخیص داده می‌شود. کودکانی که دارای علائم این نوع هستند هرگز قادر به راه رفتن نیستند که در نتیجه این عدم تحرک به کاهش جدی سلامت آنها منجر می‌شود. با این حال برخی از افراد مبتلاء به این نوع به بزرگسالی رسیده‌اند. نوع سوم زمانی که کودک به ۱۸ ماهگی رسید تشخیص داده می‌شود. هر چند علائم آن تا پیش از نوجوانی که توانایی راه رفتن از بین می‌رود آشکار نمی‌شوند. در نوع آخر امید به زندگی عادی است ولی کیفیت زندگی کاهش می‌یابد. نشانه‌های بیماری‌های عصبی عضلانی مانند آتروفی عضلانی نخاعی در طول زمان تغییر می‌کنند. بنابراین یک اسکلت بیرونی نیاز است که بتواند به طور مستقل با این تغییرات منطبق شود.
اسکلت بیرونی مخصوص کودکان به آنها کمک می‌کند تا راه بروند و از اسکلروزیس ناشی از عدم تحرک جلوگیری کند. همچنین، این دستگاه در بیمارستان‌ها برای فیزیوتراپی نیز استفاده خواهد شد تا از اثرات ثانویه مرتبط با از دست دادن تحرک در این بیماری جلوگیری کند. این فناوری هنوز در مراحل پیش‌بالینی است. اسکلت بیرونی از میله‌های طولانی پشتیبانی یا ارتزهایی تشکیل شده است که برای قرارگیری مناسب در اطراف پاها و بدن کودک تنظیم می‌شوند. در مفاصل نیز، مجموعه‌ای از موتورها با تقلید از ماهیچه‌های انسان، قدرت لازم برای ایستادن و راه‌رفتن کودک را فراهم می‌کند. در نهایت، مجموعه‌ای از حسگرها، یک کنترل‌کنندۀ حرکات و یک باتری با طول عمر پنج ساعت مابقی اجزاء این سامانه را تشکیل می‌دهند. این اسکلت بیرونی شامل مفاصل هوشمندی است که هر زمان لازم باشد به صورت خودکار سفتی بریس را تغییر داده و با نشانه‌های هر کودک منطبق می‌شود. این اسکلت بیرونی برای کودکان در بازۀ سنی ۳ تا ۱۴ سال طراحی شده است.
اهمیت درک و پیش‌بینی حرکت کاربر توسط اسکلت بیرونی
اسکلتهای بیرونی رایج، صرفا ساختاری هستند که کاربر را بدون پیش‌بینی حرکات وی همراهی می‌کنند. به عنوان نمونه می‌توان از تغییر عمدی و ناگهانی سرعت نام برد. اسکلتهای بیرونی معمولا به کمک یک دسته‌ی فرمان هدایت می‌شوند. هدف، حذف کامل این فرمان است. اسکلتهای بیرونی آینده، حالت‌های مختلف همچون راه رفتن با سرعت معمول، راه رفتن سریع، کم کردن یا افزودن سرعت را درک خواهند کرد. محصول این طرح برای بیمارانی که آسیب نخاعی ناقص را تجربه می‌کنند مفید خواهد بود. توانبخشی با اسکلت بیرونی به بیماران آسیب نخاعی، در حالتی که نخاع کاملا قطع نشده باشد، کمک می‌کند راه رفتن را مجددا بیاموزند. مغز پس از انجام تمرین‌های گام برداشتن به کمک اسکلت بیرونی از قسمت‌های باقی‌مانده‌ی نخاع برای برقراری ارتباط مجدد با پاها کمک می‌گیرد. با اسکلت بیرونی بدون فرمان و دسته‌ی هدایت کننده، کاربر به صورت فعال در کنترل اسکلت بیرونی نقش دارد.
راهکارهای نوآورانه توانبخشی بیماران آسیب نخاعی
ربات پوشیدنی NeoMano روی سه انگشت قرار می‌گیرد. این ربات برای کمک به بازگرداندن عملکرد دست بیماران آسیب نخاعی در فعالیت‌های روزمره همچون برداشتن و نگه داشتن وسایل یا باز و بستن کردن درها طراحی شده است.
بریس فعال و سبک‌وزن MyoPro به بازگرداندن حرکت و عملکرد بازوی افراد مبتلا به آسیب نخاعی که توانایی دست خود را ازدست داده‌اند، کمک می‌کند. این دستگاه غیرتهاجمی با خواندن سیگنال‌های عصبی ضعیف از روی پوست کار می‌کند. با استفاده از این اطلاعات موتورهای کوچک در صورت نیاز پروتز را حرکت می‌دهند.
طرح Symbitron برای ساخت یک اسکلت بیرونی ماژولار شخصی سازی شده ویژه‌ی کاربران پاراپلژیک تعریف شده است. این اسکلت بیرونی با الهام از سامانه‌های زیستی و درک فیزیولوژی بدن انسان در حفظ تعادل ساخته می‌شود. هدف ساختن وسیله‌ای است که کاربر بدون نیاز به عصا یا هر پشتیبان اضافی، به جز سازه‌ی خود اسکلت بیرونی، از آن برای راه رفتن استفاده نماید. هم‌اکنون برای استفاده از تجهزات اسکلت بیرونی به عصا و چوب زیر بغل نیاز است. این کار به کمک حسگرهای حرکتی انجام می‌شود. دستگاه باید چرخش‌های اضافی بدن را خنثی نماید تا حفظ تعادل ممکن شود.
بیماران هنگام آموزش برای بازیابی حرکات پس از آسیب نخاعی، باید مجدداً یاد بگیرند که چگونه تعادل خود را حین راه رفتن حفظ کنند. روش‌های بالینی فعلی از وزن بیمار در طول حرکات حمایت می‌کند اما تعادل بدن را تنظیم نمی‌کند. گروهی از پژوهشگران برای کاهش محدودیت‌های روش‌های فعلی، یک سامانه تعلیق وزن چند جهته را توسعه داده‌اند. این سامانه از بیماران نه تنها در حالت ایستاده بلکه در حرکت رو به جلو نیز پشتیبانی می‌کند. این حمایت به بیمار اجازه می‌دهد تا به صورت طبیعی و راحت راه برود. پژوهشگران از فناوریهای حمایت از وزن استفاده می‌کنند تا نقش کلیدی در آزمایش‌های بالینی تحریک الکتریکی نخاع ایفا کنند. هدف نهایی، ایجاد فناوری‌هایی است که آسیب نخاعی را بهبود می‌بخشد. در بخش ایمپلنت‌های مغزی و عصبی به بررسی روش تحریک الکتریکی نخاع می‌پردازیم.
رابط مغز و رایانه
از رابط‌های مغز و رایانه برای کنترل اسکلتهای بیرونی بالاتنه و پایین‌تنه و یا حتی اندام فلج استفاده می‌شود. دستگاه انواع خاصی از فعالیت‌های عصبی را سنجیده و به یک پردازشگر می‌فرستد. این پردازشگر سیگنال‌هایی را برای حرکت اندام خود بیمار، بکارگیری اسکلت بیرونی یا کنترل بازوها و پاهای مصنوعی برقی فراهم می‌کند.
در این روش، فرایند دریافت سیگنال‌های مغزی با کمک کلاه الکتروانسفالوگرام (EEG) اجرا می‌شود. این کلاه شامل الکترودهایی است که فعالیت‌های الکتریکی مغز را آشکار می‌کند. در این فرآیند بیمار یک کلاه که الکترودهایی به آن متصل است می‌پوشد و الکترودها پیام‌های مغز را دریافت و به یک رایانه ارسال می‌کنند و رایانه به اسکلت بیرونی می‌گوید که چگونه حرکت کند. در برخی از روش‌ها از ترکیبی از واقعیت مجازی و واکر رباتیک و رابط مغز و رایانه استفاده می‌شود. در این حالت فرد آسیب نخاعی با کمک واقعیت مجازی توانایی تصور بازیابی کنترل کامل اندام خود را پیدا می‌کند. سپس از یک دستگاه واکر که به‌طور معمول در درمان‌های فیزیولوژی کاربرد دارد استفاده می‌کند تا از این طریق راه رفتن و تصور واقعیت مجازی با هم ادغام شوند. در مرحله آخر، فرد آسیب نخاعی از طریق رایانه به یک اسکلت بیرونی متصل می‌شود. نتیجه این فرآیند، توانایی کنترل اسکلت بیرونی با ذهن توسط افراد آسیب نخاعی است.
در این فرایند، نیمی از افراد آسیب نخاعی که دارای فلج کامل بودند بخشی از تواناییهای حرکتی خود را دوباره به‌دست‌آوردند. حتی کسانی که بیشتر از یک دهه دچار آسیب نخاعی بودند برخی توانایی حرکتی و حسی را بازیافتند.
تبلت‌ها و دیگر دستگاه‌های همراه بخشی از زندگی روزمره هستند، اما استفاده از آنها برای افراد آسیب نخاعی مشکل است. پژوهش‌ها نشان می‌دهد که رابط مغز و رایانه (BCI) می‌تواند افراد تتراپلژی را قادر سازد تا کنترل تبلت را تنها با فکرکردن به‌دست آورند. رابط مغز و رایانه، فعالیت عصبی را مستقیماً از ایمپلنت کوچکی که در قشر حرکتی مغز قرار گرفته دریافت می‌کند. این افراد به کمک این سامانه می‌توانند از برنامه‌های معمول تبلت از جمله ایمیل، چت، موسیقی و برنامه‌های به اشتراک گذاری ویدیو استفاده کنند. رابط مغز و رایانه در آینده می‌تواند افراد را قادر سازد تا بازوهای رباتیک را حرکت دهند و کنترل اندام خود را دوباره بدست آورند.
چشم‌انداز آینده : رابط مغز و رایانه کاشتنی جایگزین اتصالات آسیب دیده
رابط مغز و رایانه کاشتنی جایگزین عصب‌های آسیب‌دیده خواهد بود و سیگنال‌های مغزی را به سیستم عصبی انتقال می‌دهد. الکترودهای قرار گرفته در نخاع با پیام‌های الکتریکی که مغز تولید می‌کند تحریک می‌شود و باعث حرکت عضله موردنظر خواهد شد. با تکرار و یادگیری، مغز و مدارهای موجود در نخاع ممکن است اتصالات جدید شکل دهند و همدیگر را درمان کنند. سرانجام رابط مغز و رایانه BCI می‌تواند عملکرد اندام فلج را بازیابی کند. هدف اصلی استفاده از رابط مغز و رایانه کاشتنی برای به حرکت در آوردن اندام مصنوعی نیست بلکه هدف درمان بخش آسیب‌دیده است.
ایمپلنت های مغزی و عصبی
در روش ایمپلنت مغزی، یک دستگاه کاشتنی شامل الکترودها درون یک رگ خونی در مغز بیمار کاشته می‌شود. هر الکترود سیگنال‌های الکتریکی تولید شده توسط ده هزار نورون منفرد را دریافت می‌کند و این سیگنال‌ها را از طریق سیم‌هایی که از مغز خارج شده و از گردن عبور می‌کند به سامانه‌ی فرستنده‌ی بی‌سیم کاشته شده انتقال می‌دهد.
در روش ایمپلنت عصبی، یک ایمپلنت شامل الکترود به طور مستقیم روی قشر نخاع قرار می‌گیرد تا عملکردی همچون ستون فقرات داشته باشد و موجب تحریک رشته نخاعی شود. دانشمندان قادر خواهند بود با کمک ایمپلنت، قصد حرکتی انسان را تفسیر کنند و بر تحریک‌های الکتریکی نظارت داشته‌باشند و همچنین از آن برای ارتباط با دستگاه رابط انسان-ماشین بهره ببرند.
در بیماران آسیب نخاعی، در بافت عصبی که سایر قسمت‌های نخاع را به یکدیگر متصل می‌کند آسیب وجود دارد. تحریک عصبی می‌تواند در فعال کردن این قسمت‌ها و بازیابی کارکرد قسمت‌های آسیب دیده مفید باشد. پژوهش‌ها نشان می‌دهد که تحریک الکتریکی اعصاب به همراه فیزیوتراپی می‌تواند به راه رفتن دوباره افراد کمک کند. در پژوهشی در سال ۲۰۱۸ به نام STIMO در مؤسسه‌ی فدرال سوئیس (EPFL)، سه بیمار پاراپلژی توانستند به کمک روش جدید توانبخشی که ترکیبی از تحریک الکتریکی دقیق و هدفمند نخاع توسط یک ایمپلنت بی‌سیم و سامانه‌ی هوشمند تعلیق وزن است، با کمک عصا یا واکر دوباره راه بروند. مشخص شده است که بر خلاف روش‌های پیشین اثرات این تحریک تا مدت زیادی پس از قطع تحریک نیز باقی می‌ماند. بیماران پس از چند ماه تمرین در کنترل عضلات خود حتی در غیاب تحریک الکتریکی، قادر به کنترل عضلات پای فلج خود شدند.
زمان و محل دقیق تحریک الکتریکی توسط ایمپلنت‌ها در توانایی بیمار برای تولید حرکت‌های موردنظر بسیار مهم است. همچنین این انطباق زمانی و مکانی موجب بهبود و رشد اتصال‌های سامانه‌ی عصبی جدید بیماران می‌شود. پژوهشهای پیشین با استفاده از رویکردهای تجربی همچون تحریک الکتریکی پیوسته نشان دادند که بیماران آسیب نخاعی با وسایل کمکی و تحریک الکتریکی می‌توانند راه بروند اما تنها در فاصله‌های کوتاه و تا زمانی که تحریک وجود دارد. به محض اینکه تحریک خاموش شود، بیماران بلافاصله به حالت پیشین فلجی باز می‌گردند و دیگر نمی‌توانند پاها را حرکت دهند.
ایمپلنت‌ها هنوز در حال ارزیابی توسط سازمان غذا و دارو آمریکا هستند تا به عنوان دستگاه‌های پزشکی جدید تصویب شوند. البته به پژوهشگران اجازه داده شده تا از ایمپلنت‌ها برای تحقیقات بالینی تحت معافیت FDA استفاده کنند.
بازگرداندن حس لامسه به بیماران آسیب نخاعی با ایمپلنت مغزی
دانشمندان موسسه فناوری کالیفرنیا (CalTech)، با استفاده از آرایه‌‌ی کوچکی از الکترودهای کاشتنی در قشر تنی حسی (somatosensory) مغز یک بیمار ضایعهی نخاعی موفق شدند احساس طبیعی لامسه و توانایی حرکت دست او را بازگردانند. بیمار ضایعهی نخاعی گزارش کرد که حس‌های طبیعی متفاوتی مانند فشردن، ضربه زدن و حرکت را احساس کرده است. این حس‌ها در شدت، نوع و مکان بسته به دامنه، فرکانس و مکان تحریک مغز متفاوت است. در آینده بیماران ناتوان حرکتی که از اندام مصنوعی استفاده می‌کنند، بازخورد فیزیکی از حسگرهای جاسازی شده روی اندام مصنوعی را حس خواهند کرد. گام بعدی پژوهش، ترکیب ایمپلنت مغزی با اندام های مصنوعی موجود است.
کاهش آثار نامشهود آسیب نخاعی با ایمپلنت عصبی
مسائل مربوط به تحرک و یا فلجی عواقب قابل ملاحظه و مشهود آسیب نخاعی است. بسیاری از بیماران آسب نخاعی از عواقب نامشهود دیگری از جمله سرگیجه، نوسانات فشار خون، اختلال در عملکرد مثانه و روده نیز رنج می‌برند. با تحریک اپیدورال افزون بر تحریک اعصاب حرکتی، تغییرات مثبت دیگری بر کاهش عوارض نامشهود آسیب نخاعی مشاهده شده است. تحریک اپیدورال (epidural) شامل جراحی و قرار دادن الکترودهای دائمی در بالای ستون فقرات و سپس تحریک سلول‌های عصبی در نخاع با جریان الکتریکی است.
پروتئین ترمیم آسیب نخاعی
طناب نخاعی گورخرماهی می‌تواند به بهبود نخاع آسیب‌دیده انسان کمک کند. آسیب نخاعی گورخرماهی توسط خودش ترمیم می‌شود. دانشمندان با بررسی گورخرماهی یک پروتئین خاص که در فرآیند ترمیم آسیب نخاعی ضروری است را کشف کردند.
CTGF یک پروتئین بزرگ است و موجب درمان آسیب‌های نخاعی می‌شود. انسان و گورخرماهی ژن‌های کدکننده پروتئین مشترکی دارند. نخاع قطع شده گورخرماهی دقیقاً به شکل پل بازسازی می‌شود. سلول‌های دو سر نخاع قطع شده تا ده برابر طول خود گسترش می‌یابند و فاصله آسیب را پر می‌کنند. سپس سلول‌های عصبی نیز از پل ایجاد شده عبور و اتصال را برقرار می‌کنند. CTGF احتمالاً به تنهایی برای بازسازی نخاع انسان کافی نیست.
درمان سلول‌های بنیادی
یکی از امیدوار کننده‌ترین درمان‌ها برای دوباره راه رفتن پس از آسیب نخاعی، درمان سلول‌های بنیادی است. این فرآیند شامل کاشت سلول‌های بنیادی در نخاع برای بهبودی است.
سلول‌های بنیادی به دلیل توانایی تقسیم بی‌نهایت و تبدیل به انواع مختلف سلول‌ها، هیجان‌انگیز و ابتکاری هستند.
اهداف درمان سلول‌های بنیادی برای بهبود آسیب نخاعی عبارتند از:
- جایگزینی سلول‌های آسیب دیده
- یافتن منبع بهینه سلول‌های بنیادی برای استفاده
- بازیابی مدارهای عصبی
- تعیین چارچوب زمانی بهینه برای درمان
- تثبیت محیط (کاهش التهاب، زخم و استرس اکسیداتیو برای به حداقل رساندن آسیب(
با این حال، درمان سلول‌های بنیادی برای بهبود آسیب نخاعی هنوز نیاز به تحقیق و توسعه بیشتر دارد.
آزمایش موفق داروی جدید برای درمان آسیب نخاعی
پژوهشگران دانشگاه نورث‌وسترن، نوع جدیدی از دارو را توسعه داده‌اند که توانست آسیب نخاعی را در موش‌ها درمان کند. این دارو در یک مرحله و به طور مستقیم تزریق می‌شود. موش‌ها توانستند چهار هفته پس از تزریق دارو دوباره راه بروند.
برای نخستین بار با این روش، امتداد آسیب دیده‌ی نورون‌ها که به عنوان آکسون شناخته می‌شوند، بازسازی شد. بافت اسکار اغلب به عنوان یک مانع فیزیکی برای بازسازی عمل می‌کند، اما در موش‌هایی که تحت درمان قرار گرفتند، آن نیز کاهش یافت. لایه عایق آکسون‌ها به نام میلین که برای ارسال سیگنال‌های الکتریکی حیاتی است نیز اصلاح شد و رگ‌های خونی جدیدی که مواد مغذی را به سلول‌های آسیب‌دیده منتقل می‌کنند به وجود آمدند و نورون‌های حرکتی بیشتری قادر به فعالیت بودند.
در حالی که آزمایش‌های حیوانی بیشتری پیش از آزمایش داروی جدید روی انسان مورد نیاز است، این امر به طور بالقوه می‌تواند پیامدهای دگرگون کننده‌ای برای بیماران آسیب نخاعی داشته باشد.