Dwanaście lat temu w wyniku wypadku na rowerze Gert-Jan Oskam, obecnie 40-letni, ma sparaliżowane nogi i częściowo sparaliżowane ręce, po uszkodzeniu rdzenia kręgowego w szyi. Ale obecnie Oskam jest z powrotem na nogach i chodzi dzięki urządzeniu, które tworzy „cyfrowy most” między jego mózgiem a nerwami poniżej urazu¹.

Implant zmienił życie, mówi Oskam. „W zeszłym tygodniu było coś, co trzeba było pomalować i nie było nikogo, kto mógłby mi pomóc. Wziąłem więc chodzik i farbę i zrobiłem to sam, stojąc” – mówi.

Urządzenie — zwane interfejsem mózg-kręgosłup — opiera się na wcześniejszych pracach² Grégoire Courtine, neurobiolog ze Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii w Lozannie i jego współpracownicy. W 2018 roku wykazali, że w połączeniu z intensywnym treningiem technologia stymulująca dolny odcinek kręgosłupa za pomocą impulsów elektrycznych może pomóc osobom z urazami rdzenia kręgowego wrócić do chodzenia.

Oskam był jednym z uczestników tej próby, ale po trzech latach jego poprawa ustabilizowała się. Nowy system wykorzystuje implant kręgowy, który Oskam już posiada, i łączy go z dwoma implantami w kształcie dysku włożonymi do jego czaszki, tak że dwie 64-elektrodowe siatki spoczywają na błonie pokrywającej mózg.

Kiedy Oskam myśli o chodzeniu, implanty czaszki wykrywają aktywność elektryczną w korze mózgowej, zewnętrznej warstwie mózgu. Sygnał ten jest przesyłany bezprzewodowo i dekodowany przez komputer, który Oskam nosi w plecaku, który następnie przesyła informacje do rdzeniowego generatora impulsów.

Poprzednie urządzenie „było bardziej zaprogramowaną stymulacją”, która generowała ruchy robota, mówi Courtine. „Teraz jest zupełnie inaczej, ponieważ Gert-Jan ma pełną kontrolę nad parametrem stymulacji, co oznacza, że ​​może się zatrzymać, może chodzić, może wchodzić po schodach”.

„Wcześniej stymulacja mnie kontrolowała, a teraz ja kontroluję stymulację za pomocą moich myśli” — mówi Oskam. „Kiedy zdecyduję się zrobić krok, symulacja uruchomi się, gdy tylko o tym pomyślę”.

Wzmocniona rehabilitacja

Po około 40 sesjach rehabilitacyjnych z wykorzystaniem interfejsu mózg-kręgosłup Oskam odzyskał zdolność dobrowolnego poruszania nogami i stopami. Ten rodzaj dobrowolnego ruchu nie był możliwy po samej stymulacji kręgosłupa i sugeruje, że sesje treningowe z nowym urządzeniem spowodowały dalszą regenerację komórek nerwowych, które nie zostały całkowicie zerwane podczas urazu. Oskam może również chodzić na krótkie odległości bez urządzenia, jeśli używa kul.

Bruce Harland, neurobiolog z University of Auckland w Nowej Zelandii, mówi, że ta ciągła poprawa funkcji kręgosłupa to świetna wiadomość dla każdego, kto ma uraz rdzenia kręgowego, „ponieważ nawet jeśli jest to długotrwały uraz przewlekły, nadal istnieje kilka różnych sposoby, dzięki którym może nastąpić uzdrowienie”.

„To z pewnością ogromny skok” w kierunku poprawy funkcji osób z urazami rdzenia kręgowego, mówi neuronaukowiec Anna Leonard z University of Adelaide w Australii. I mówi, że wciąż jest miejsce na inne interwencje – takie jak komórki macierzyste – w celu dalszej poprawy wyników. Dodaje, że chociaż interfejs mózg-kręgosłup przywraca chodzenie, inne funkcje, takie jak kontrola pęcherza i jelit, nie są celem urządzenia. „Tak więc z pewnością jest jeszcze miejsce na inne obszary badań, które mogłyby pomóc w poprawie wyników w tych innych dziedzinach” – mówi.

Antonio Lauto, inżynier biomedyczny z Western Sydney University w Australii, twierdzi, że mniej inwazyjne urządzenia byłyby idealne. Jeden z implantów czaszki Oskama został usunięty po około pięciu miesiącach z powodu infekcji. Niemniej jednak Jocelyne Bloch, neurochirurg ze Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii, która wszczepiła urządzenie, mówi, że ryzyko jest niewielkie w porównaniu z korzyściami. „Zawsze istnieje pewne ryzyko infekcji lub krwotoku, ale są one tak małe, że warto zaryzykować” – mówi.

Zespół Courtine rekrutuje obecnie trzy osoby, aby sprawdzić, czy podobne urządzenie może przywrócić ruchy ramion.