Igor Lavrov, Dmitry Sayenko, Yuri Gerasimenko e outros pesquisadores do
Laboratório de Neuroengenharia da Clínica Mayo (EUA)
usaram a estimulação elétrica da medula espinhal para ajudar um paciente paralisado chamado Jered Chinnock a mover as pernas, ficar quase sem ajuda (sob tensão) 2,1 volts) e completamente sem ajuda (quando a tensão foi aumentada para 2,2 volts). Segundo os cientistas, pela primeira vez na história da medicina, a estimulação elétrica peridural (EES) permitiu que um paciente paralisado realizasse essas ações em apenas duas semanas, ou seja, oito sessões de estimulação após a ativação do implante.
Uma barra com 16 eletrodos (Specify 5-6-5, Medtronic) foi inserida no espaço epidural da coluna vertebral de Jared. Os eletrodos receberam um sinal de outro implante RestoreSensor SureScan MRI (Medtronic) e estimularam a medula espinhal sem afetar os músculos. Os sinais foram fornecidos por pulsos de 0,5 milissegundos a uma frequência de 1 Hz com uma tensão de até 5,5 volts.
Mesmo sem treinamento prévio, um paciente paralisado poderia usar sua força de vontade para mover os dedos e as pernas inteiras. O milagre a que todo mundo está acostumado, o chamado Pessoas "normais".
Jared Chinnock quebrou as costas há três anos em um acidente de carro. Dano à medula espinhal na sexta vértebra torácica significa que o sujeito não podia sentir nada abaixo do tronco. Embora as pernas e outros órgãos permaneçam intactos, um sinal do cérebro não passa mais para eles.
Antes de implantar o dispositivo, o paciente foi submetido a várias sessões de fisioterapia intensiva. Um grupo de 30 especialistas trabalhou por 22 semanas, realizando três exercícios por semana. Eles tiveram que restaurar o tônus muscular e prepará-los para o estresse e receber sinais da medula espinhal. Também era importante estimular a própria medula espinhal: identificar os locais específicos em que a atividade neural é observada durante a estimulação muscular e as tentativas de certos movimentos por parte do paciente. Foi nesses locais que 16 eletrodos foram instalados.
Os médicos realizavam testes constantemente - e alguns dos resultados levaram à conclusão de que o dano medular pode ser "reversível", ou seja, você pode tentar restaurar o sinal através do local do dano na coluna lombossacra.
A ilustração mostra o perfil da lesão medular em um paciente. Isso mostra que alguns indicadores melhoraram após 16 semanas de fisioterapia, em comparação com indicadores após 8 semanas. Somente no segundo mês de teste o paciente mostrou a primeira atividade de acordo com os resultados da eletromiografia (na Figura F, canto inferior direito).
Após a fisioterapia, o paciente foi implantado com um eletrodo no espaço epidural da coluna logo abaixo do local da lesão na sexta vértebra torácica - no espessamento lombar aproximadamente no meio das costas. O eletrodo foi conectado a um dispositivo controlado por computador montado sob a pele. A idéia era modular um sinal que naturalmente passaria através dos neurônios da medula espinhal. O computador transmite um sinal para o dispositivo e modula um sinal de um determinado tipo através do eletrodo.
Jared diz que conseguiu mover os dedos no primeiro dia, quando especialistas ativaram o estimulador eletrônico. Em duas semanas, ele fez movimentos de caminhada com sucesso (deitado no sofá) e ficou sozinho sem a ajuda de médicos, apenas com apoio independente da parte superior do corpo para barras paralelas com as mãos.
Indicadores eletromiográficos (parte inferior) ao aplicar sinais com tensões diferentes através dos eletrodos indicados: 1,5 volts e 2,2 voltsJared move o pé com vários graus de intensidadeOs neurocirurgiões dizem que os resultados do experimento excederam as expectativas, e o paciente continua mostrando progresso à medida que se acostuma à neuromodulação do implante.
Este caso médico foi
descrito em 3 de abril de 2017 na
Mayo Clinic Proceedings .
O paciente paralisado fica parado e balança de maneira controladaOs neuroengenheiros expressam a esperança de que o desenvolvimento dessa tecnologia ajude a restaurar as funções motoras básicas de muitas outras pessoas paralisadas. Obviamente, eles não serão capazes de correr como atletas, mas podem pelo menos ficar parados sem assistência e até andar devagar. Aparentemente, a condição para o retorno parcial das funções motoras é que o dano seja irreversível. Mas, para garantir que um sinal ainda possa passar através da área danificada da medula espinhal, em qualquer caso, você precisará passar por longos estudos, testes e terapia.
Infelizmente, os cientistas ainda não foram capazes de decifrar os sinais reais que o cérebro envia através da medula espinhal. As experiências atuais são semelhantes às experiências de Pavlov, embora em um nível superior. Os cientistas estão apenas buscando uma maneira de realmente controlar o sistema nervoso de fora e traduzir sinais do computador para neurônios e voltar com decodificação e codificação em tempo real.