In den USA wurde nach einer elektrischen Rückenmarkstimulation ein gelähmtes Bein getreten.

Igor Lawrow, Dmitry Sayenko, Yuri Gerasimenko und andere Forscher des Neuroengineering Laboratory der Mayo Clinic (USA) verwendeten eine elektrische Stimulation des Rückenmarks , um einem gelähmten Patienten namens Jered Chinnock zu helfen, seine Beine zu bewegen und fast ohne Hilfe (unter Spannung) zu stehen. 2,1 Volt) und völlig ohne Hilfe (als die Spannung auf 2,2 Volt erhöht wurde). Laut Wissenschaftlern ermöglichte die epidurale elektrische Stimulation (EES) zum ersten Mal in der Geschichte der Medizin einem gelähmten Patienten, solche Aktionen innerhalb von nur zwei Wochen durchzuführen, dh acht EES-Stimulationssitzungen nach der Implantataktivierung.

Ein Stab mit 16 Elektroden (spezifizieren 5-6-5, Medtronic) wurde in den Epiduralraum der Wirbelsäule von Jared eingeführt. Die Elektroden erhielten ein Signal von einem anderen RestoreSensor SureScan MRI (Medtronic) -Implantat und stimulierten das Rückenmark, ohne die Muskeln zu beeinträchtigen. Die Signale wurden durch Impulse von 0,5 Millisekunden bei einer Frequenz von 1 Hz mit einer Spannung von bis zu 5,5 Volt geliefert.

Auch ohne vorheriges Training könnte ein gelähmter Patient seine Willenskraft einsetzen, um seine Finger und ganzen Beine zu bewegen. Das Wunder, an das alle anderen gewöhnt sind, das sogenannte "Normale" Leute.

Jared Chinnock hat sich vor drei Jahren bei einem Autounfall den Rücken gebrochen. Eine Schädigung des Rückenmarks im sechsten Brustwirbel bedeutet, dass der Mann nichts unter dem Oberkörper fühlen konnte. Obwohl die Beine und andere Organe intakt blieben, wurde kein Signal vom Gehirn mehr an sie weitergeleitet.

Vor der Implantation des Geräts wurde der Patient mehreren intensiven Physiotherapie-Sitzungen unterzogen. Eine Gruppe von 30 Spezialisten arbeitete 22 Wochen lang daran und führte drei Trainingseinheiten pro Woche durch. Sie mussten den Muskeltonus wiederherstellen und sie auf Stress vorbereiten und Signale vom Rückenmark empfangen. Es war auch wichtig, das Rückenmark selbst zu stimulieren: die spezifischen Stellen zu identifizieren, an denen während der Muskelstimulation neuronale Aktivität beobachtet wird, und Versuche, bestimmte Bewegungen des Patienten auszuführen. An diesen Stellen wurden dann 16 Elektroden installiert.

Die Ärzte führten ständig Tests durch - und einige der Ergebnisse führten zu dem Schluss, dass Rückenmarksschäden "reversibel" sein können, dh Sie können versuchen, das Signal über die Schadensstelle in der lumbosakralen Wirbelsäule wiederherzustellen.

Die Abbildung zeigt das Profil einer Rückenmarksverletzung bei einem Patienten. Es zeigt sich, dass sich einige Indikatoren nach 16 Wochen Physiotherapie verbesserten, verglichen mit Indikatoren nach 8 Wochen. Erst im zweiten Testmonat zeigte der Patient die erste Aktivität gemäß den Ergebnissen der Elektromyographie (in Abbildung F unten rechts).



Nach der Physiotherapie wurde dem Patienten eine Elektrode in den Epiduralraum der Wirbelsäule direkt unterhalb der Schadensstelle des sechsten Brustwirbels implantiert - in der Lendenwirbelsäule etwa in der Mitte des Rückens. Die Elektrode wurde an ein computergesteuertes Gerät angeschlossen, das unter der Haut angebracht war. Die Idee war, ein Signal zu modulieren, das natürlich durch Neuronen des Rückenmarks geht. Der Computer sendet ein Signal an das Gerät und moduliert ein Signal eines bestimmten Typs über die Elektrode.



Jared sagt, dass er am ersten Tag, als Experten den elektronischen Stimulator aktivierten, seine Finger bewegen konnte. Innerhalb von zwei Wochen machte er erfolgreich Gehbewegungen (auf einer Couch liegend) und blieb unabhängig ohne die Hilfe von Ärzten stehen, nur mit unabhängiger Unterstützung des Oberkörpers für Barren mit den Händen.


Elektromyographieanzeigen (unten) beim Anlegen von Signalen mit unterschiedlichen Spannungen über die angegebenen Elektroden: 1,5 Volt und 2,2 Volt

Jared bewegt seinen Fuß mit unterschiedlicher Intensität

Neurochirurgen sagen, dass die Ergebnisse des Experiments die Erwartungen übertroffen haben und der Patient weiterhin Fortschritte zeigt, wenn er sich an die Neuromodulation des Implantats gewöhnt.

Dieser medizinische Fall wurde am 3. April 2017 in Mayo Clinic Proceedings beschrieben .

Der gelähmte Patient steht still und schwankt kontrolliert

Neuroingenieure äußern die Hoffnung, dass die Weiterentwicklung dieser Technologie dazu beitragen wird, die grundlegenden motorischen Funktionen vieler anderer gelähmter Menschen wiederherzustellen. Natürlich können sie nicht wie Sportler laufen, aber sie können zumindest ohne Hilfe still stehen und sogar langsam gehen. Voraussetzung für die teilweise Rückgabe der Motorfunktionen ist offenbar, dass der Schaden irreversibel ist. Um sicherzustellen, dass ein Signal immer noch durch den beschädigten Bereich des Rückenmarks geleitet werden kann, müssen Sie in jedem Fall langwierige Studien, Tests und Therapien durchführen.

Leider konnten Wissenschaftler die realen Signale, die das Gehirn über das Rückenmark sendet, noch nicht entschlüsseln. Aktuelle Experimente ähneln Pawlows Experimenten, wenn auch auf einem höheren Niveau. Wissenschaftler finden nur den Weg zur wirklichen Kontrolle des Nervensystems von außen und zum Übersetzer von Signalen vom Computer zu Neuronen und zurück mit Entschlüsselung und Codierung in Echtzeit.