پژوهشگران دانشگاه پیتسبرگ گزارش دادند با تحریک الکتریکی عصب‌های بازمانده در نخاع فوقانی آسیب دیده، می‌توان کنترل حرکتی اندام فوقانی را بهبود بخشید و افراد دچار عملکرد محدود دست و بازو می‌توانند تا حدی توانایی حرکت از دست رفته را بازیابند. تحریک الکتریکی ریشه‌های عصبی که از نخاع به سمت عضلات بازو و دست می‌روند، موجب بهبود دقت، نیرو و دامنه حرکت حیوانات مبتلا به آسیب نخاع گردنی شد. برای آگاهی از نتایج این پژوهش با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

Marco Capogrosso، استادیار جراحی مغز و اعصاب، عضو آزمایشگاه توانبخشی و مهندسی عصبی در پیتسبرگ و نویسنده ارشد این مقاله می‌گوید: «سیستم عصبی برای انجام حتی ساده‌ترین حرکت دست، باید صدها ماهیچه را هماهنگ کند و جایگزینی این کنترل عصبی پیچیده با فعال‌سازی الکتریکی مستقیم ماهیچه‌ در خارج از آزمایشگاه بسیار دشوار خواهد بود. ما به جای تحریک مستقیم عضلات، این فناوری را با طراحی سامانه‌ای ساده کردیم. این سامانه با کمک پالس‌های الکتریکی و تحریک خاص نخاع از نورون‌های باقیمانده برای بازگرداندن ارتباط بین مغز و دست استفاده می‌کند و فرد فلج را قادر می‌سازد تا وظایف روزمره زندگی را انجام دهد».

اهمیت بازیابی حرکات دست و بازو پس از سکته

نقص در حرکت دست و بازو – از محدودیت در خم کردن مچ تا ناتوانی در حرکت دادن بازو – برخی از تأثیرگذارترین عوارضی هستند که بیماران سکته مغزی مجبور به مقابله با آنها هستند. حتی نقص‌های خفیف در عملکرد بازو و دست به طور قابل‌توجهی کیفیت زندگی و استقلال بیماران را محدود و بازیابی کنترل اندام فوقانی را به یک تمرکز مهم در زمینه توانبخشی عصبی تبدیل می‌کند. با این حال، هیچ روش درمانی یا فناوری پزشکی وجود ندارد که به بیماران اجازه دهد عملکرد از دست رفته اندام فوقانی خود را بازیابی کنند یا به طور معناداری بهبود بخشند.

طیف گسترده‌‌ی حرکات اندام فوقانی، انسان‌ها را از سایر پستانداران متمایز می‌کند. توانایی چرخاندن بازو در شانه، خم کردن آرنج، خم کردن مچ دست و تغییر گرفتن با تغییر موقعیت انگشتان، امکان کنترل فوق‌العاده پیچیده‌ای بر شیوه نگه داشتن اجسام و تعامل با جهان را فراهم می‌کند. این توانایی شگفت‌انگیز همان چیزی است که بازیابی حرکت بازو و دست را فوق‌العاده دشوار می‌کند.

چالش‌ها

پژوهشگران دانشگاه پیتسبرگ با یک کار چالش برانگیز روبرو بودند: فناوری‌ای توسعه دهند که می‌تواند عصب‌های سالم باقی‌مانده را -که مغز و نخاع را به هم متصل می‌کنند- برای کنترل عضلات بازو با استفاده از محرک‌های خارجی فعال کند. همچنین این فناوری باید یکپارچه می‌بود و برای استفاده از آن نیاز به آموزش کمی داشت و به افراد این امکان را می‌داد تا کارهای حرکتی آشنا را همانطور که پیش از آسیب انجام می‌دادند، ادامه دهند.

روش کار

برای آزمایش این فناوری، پژوهشگران با میمون‌های ماکاک مبتلا به فلج جزئی بازو کار کردند که آموزش دیده بودند تا اهرمی را برای دریافت غذای مورد علاقه خود بگیرند و بکشند.

افزون‌بر ایمپلنت‌های مغزی که فعالیت الکتریکی مناطقی از مغز را دریافت می‌کند که مسئول کنترل حرکات ارادی است، مجموعه کوچکی از الکترودهای متصل به یک محرک خارجی روی میمون‌ها قرار گرفت تا وقتی الکترودهای مغزی قصد حیوان برای حرکت دادن بازو را تشخیص دادند، به‌طور موقت روشن شوند.

Sara Conti، در دانشکده پزشکی هاروارد و بیمارستان کودکان بوستون و یکی از پژوهشگران این مطالعه، گفت: «روش ما شامل الگوهای تحریک ساده‌ای است که با تشخیص قصد حیوان برای حرکت آغاز می‌شود. ما نیازی نداریم که بدانیم حیوان می‌خواهد چگونه حرکت کند، فقط باید بدانیم که آنها می‌خواهند حرکت کنند و استخراج این اطلاعات ساده است. فناوری ما می‌تواند به روش‌های مختلف در درمانگاه‌ها پیاده‌سازی شود؛ به طور بالقوه بدون نیاز به کاشت مغزی».

طراحی و قرارگیری الکترودها و محرک – روی ریشه‌های عصبی که از نخاع به سمت عضلات بازو و دست می‌روند – با استفاده از ترکیبی از الگوریتم‌های محاسباتی و تصویربرداری پزشکی به طور گسترده تأیید شد و اطمینان حاصل شد که آناتومی منحصر به فرد هر حیوان با دستگاه سازگار است.

نتایج چشم‌گیر

تجزیه و تحلیل‌ها نشان داد اگرچه این روش برای بازگرداندن کامل عملکرد دست کافی نیست، اما تحریک به طور قابل توجهی دقت، نیرو و دامنه حرکت را بهبود می‌بخشد و به هر حیوانی اجازه می‌دهد تا بازوی خود را به طور مؤثرتر حرکت دهد. نکته مهم این است که حیوانات با سازگاری و یادگیری شیوه استفاده از تحریک به پیشرفت خود ادامه دادند.

Beatrice Barra، نویسنده اول، گفت: «یک گام به عقب و پرداختن به یک مشکل بالینی بسیار پیچیده از منظری متفاوت و ساده‌تر در مقایسه با هر کاری که پیش از این انجام شده بود، فرصت‌های بالینی بیشتری را برای افراد مبتلا به فلج بازو و دست باز می‌کند. با ساختن یک فناوری پیرامون سیستم عصبی که از طراحی طبیعی آن تقلید می‌کند، نتایج بهتری می‌گیریم».

یک کارآزمایی بالینی در دانشگاه پیتسبورگ، شرکت کنندگانی را استخدام می‌کند تا تأثیر تحریک الکتریکی نخاع روی کنترل بازو و دست بیماران دچار سکته را بررسی ‌کند.

>> استفاده از تحریک اپیدورال برای درمان عوارض آسیب نخاعی در خانه

>> نقش اسکلت بیرونی بر بهبود بازنمایی بدن بیماران دچار آسیب نخاعی

منبع: medicalxpress.com

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است»