Sparaliżowany mężczyzna po raz pierwszy odzyskał zdolność płynnego chodzenia, posługując się wyłącznie myślami.

Wcześniej sparaliżowany mężczyzna mógł znowu chodzić – tylko o tym myśląc – dzięki nowemu urządzeniu, które łączy jego mózg i rdzeń kręgowy, omijając uraz, którego doznał 12 lat temu.

W wyniku wypadku rowerowego w 2011 roku Gert-Jan Oskam, lat 40, ma sparaliżowane nogi i częściowo sparaliżowane ręce, po uszkodzeniu rdzenia kręgowego w szyi.

Ale dziś znów jest na nogach, porusza się o kulach dzięki „cyfrowemu mostkowi” między mózgiem a nerwami poniżej urazu.

„W ciągu pięciu do dziesięciu minut mogłem kontrolować moje biodra, tak jakby implant mózgowy wychwycił to, co robię z biodrami, więc myślę, że to najlepszy wynik dla wszystkich” – powiedział Oskam w oświadczeniu.

Kiedy myśli o chodzeniu, elektrody w jego mózgu przekazują wiadomość do elektrod w rdzeniu kręgowym, stymulując kręgosłup.

„Teraz mogę po prostu robić, co chcę. Kiedy zdecyduję się zrobić krok, stymulacja włączy się, gdy tylko o tym pomyślę” – powiedział Oskam. „Ta prosta przyjemność oznacza znaczącą zmianę w moim życiu”.

Myślenie o spacerach

Oskam wziął udział w badaniu w 2018 roku, które wykazało, że przy intensywnym treningu technologia stymulująca kręgosłup impulsami elektrycznymi może pomóc ludziom z urazami rdzenia kręgowego w ponownym chodzeniu, chociaż po trzech latach jego poprawa ustabilizowała się.

Jego oryginalny implant kręgowy został połączony z dwoma implantami w kształcie dysku umieszczonymi w jego czaszce, tak że dwie 64-elektrodowe siatki spoczywają na błonie pokrywającej mózg.

Teraz, gdy Oskam myśli o chodzeniu, implanty czaszki wykrywają aktywność elektryczną w korze mózgowej, zewnętrznej warstwie mózgu.

„Aby chodzić, mózg musi wysłać polecenie do regionu rdzenia kręgowego odpowiedzialnego za kontrolę ruchów. Kiedy dochodzi do urazu rdzenia kręgowego, ta komunikacja zostaje przerwana” – powiedział profesor Gregoire Courtine, neurobiolog z EPFL, Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii w Lozannie.

„Naszym pomysłem było przywrócenie tej komunikacji za pomocą cyfrowego mostu, elektronicznej komunikacji między mózgiem a obszarem rdzenia kręgowego, który wciąż jest nienaruszony i może kontrolować ruch nóg” – powiedział Courtine.

Sygnał ten jest przesyłany bezprzewodowo i dekodowany przez komputer, który Oskam nosi w plecaku, który następnie przesyła informacje do rdzeniowego generatora impulsów.

„Więc kiedy wszystko jest już zainstalowane, pacjent musi najpierw nauczyć się, jak pracować z sygnałami swojego mózgu, a my musimy również nauczyć się, jak skorelować te sygnały ze stymulacją rdzenia kręgowego. Ale to jest dość krótkie. W ciągu kilku sesji wszystko jest połączone i pacjent zaczyna trenować” – powiedziała profesor Jocelyne Bloch, neurochirurg z EPFL.

„Cyfrowa naprawa”

Po około 40 sesjach rehabilitacyjnych z wykorzystaniem interfejsu mózg-kręgosłup Oskam odzyskał zdolność samodzielnego poruszania nogami i stopami.

Zespół twierdzi, że badanie – opublikowane w środę w czasopiśmie Nature – pokazuje rodzaj dobrowolnego ruchu, który nie jest 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 Oskama .

„To, co zaobserwowaliśmy podczas tego treningu, to cyfrowa naprawa rdzenia kręgowego” – powiedział Courtine.

„Nie tylko mógł wykorzystać cyfrowy mostek, aby kontrolować swój sparaliżowany mięsień, ale także wykazać przywrócenie funkcji neurologicznych, które utracił przez wiele lat, co sugeruje, że ten cyfrowy most sprzyjał również wzrostowi nowych połączeń nerwowych”.

Teraz może chodzić nawet na krótkie odległości bez urządzenia, jeśli używa kul.

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