Hypothalamische DBS-therapie verbetert het herstel van bewegingen van de onderste ledematen na een dwarslaesie

Hypothalamische DBS-therapie verbetert het herstel van bewegingen van de onderste ledematen na een dwarslaesie

Onderzoekers van EPFL en het Universitair Ziekenhuis van Lausanne (CHUV), onder leiding van de professoren Grégoire Courtine en Jocelyne Bloch, hebben een belangrijke mijlpaal bereikt in de behandeling van dwarslaesie (SCI). Door diepe hersenstimulatie (DBS) toe te passen op een onverwacht gebied in de hersenen – de laterale hypothalamus (LH) – verbeterde het team het herstel van de bewegingen van de onderste ledematen bij twee mensen met gedeeltelijke dwarslaesie, waardoor hun autonomie en welzijn aanzienlijk werd verbeterd.

Wolfgang Jäger, een 54-jarige uit Kappel, Oostenrijk, zit sinds 2006 in een rolstoel. Toen hij deelnam aan de klinische proef, zag hij uit de eerste hand hoe diepe hersenstimulatie zijn mobiliteit en onafhankelijkheid kon herstellen. “Vorig jaar op vakantie was het geen probleem om met de stimulatie een paar treden naar beneden en terug de oceaan in te lopen”, vertelde Jaeger, terwijl hij de hernieuwde vrijheid beschreef die DBS hem heeft gegeven. Naast het lopen heeft de therapie ook de dagelijkse taken verbeterd. “Ik kan ook bij de spullen in mijn kasten in de keuken”, voegde hij eraan toe.

DBS is een gevestigde neurochirurgische techniek waarbij elektroden in specifieke hersengebieden worden geïmplanteerd om de neuronale activiteit te moduleren. Traditioneel wordt DBS gebruikt om bewegingsstoornissen zoals de ziekte van Parkinson en tremor te behandelen door zich te richten op hersengebieden die verantwoordelijk zijn voor motorische controle. Het toepassen van DB's op de laterale hypothalamus om gedeeltelijke verlamming te behandelen is echter een nieuwe benadering. Door zich te concentreren op de LH zijn onderzoekers bezig. Neurorestore maakte gebruik van een onverwacht neuraal pad dat nog niet eerder in aanmerking was genomen voor motorisch herstel.

In de studie gepubliceerd innatuurlijke geneeskunde,Niet alleen liet de DBS onmiddellijke resultaten zien bij het verlengen van het lopen tijdens revalidatie, maar patiënten vertoonden ook verbetering op de lange termijn die aanhield, zelfs als de stimulatie was uitgeschakeld. Deze resultaten suggereren dat de behandeling de reorganisatie van de resterende zenuwvezels bevorderde, wat bijdroeg aan aanhoudende neurologische verbeteringen.

Uit dit onderzoek blijkt dat de hersenen nodig zijn om te herstellen van verlammingen. Verrassend genoeg kunnen de hersenen de neuronale projecties die overleven na een dwarslaesie niet volledig benutten. Hier ontdekten we hoe we een klein deel van de hersenen, waarvan niet bekend was dat het betrokken is bij het lopen, konden gebruiken om deze resterende verbindingen in evenwicht te brengen en het neurologisch herstel te vergroten bij mensen met ruggenmergletsel. “

Grégoire Courtine, hoogleraar neurowetenschappen aan EPFL, het Lausanne Universitair Ziekenhuis (CHUV) en een Unil en mededirecteur van het Neurorestore Center

Fundamentele neurowetenschappen gecombineerd met neurochirurgische precisie

Het succes van deze DBS-therapie hing af van twee complementaire benaderingen: ontdekkingen die mogelijk werden gemaakt door nieuwe methoden in dierstudies en de vertaling van deze ontdekkingen in precieze chirurgische technieken bij mensen. Voor de operatie gebruikten onderzoekers gedetailleerde hersenscans om de exacte locaties van kleine elektroden in de hersenen te geleiden, uitgevoerd door Bloch in Chuv terwijl de patiënt volledig wakker was.

“Toen de elektrode eenmaal op zijn plaats zat en we de stimulatie toepasten, zei de eerste patiënt meteen: 'Ik voel mijn benen.' Terwijl we de stimulatie verhoogden, zei ze: 'Ik heb zin om te lopen!' Deze realtime feedback bevestigde dat we ons op de juiste regio richtten, ook al was die regio op dat moment nooit in verband gebracht met beencontrole. “zegt Bloch, neurochirurg en professor aan het Lausanne Universitair Ziekenhuis (CHUV), UNIL en EPFL en mededirecteur van het .neurorestore centrum.

De rol van de laterale hypothalamus bij herstel na lopen

De identificatie van de LH als een belangrijke speler in het motorische herstel na verlamming is op zichzelf een belangrijke wetenschappelijke ontdekking, aangezien dit gebied van oudsher alleen in verband werd gebracht met functies als opwinding en voeding. Deze doorbraak kwam voort uit de ontwikkeling van een nieuwe meerfasige methodologie die begon met het anatomisch en functioneel in kaart brengen van de hele hersenen om de rol van dit gebied bij het lopen te bepalen, gevolgd door experimenten in preklinische modellen om de precieze circuits te identificeren die betrokken zijn bij herstel. Uiteindelijk leidden deze resultaten tot klinische onderzoeken bij menselijke deelnemers.

"Het was fundamenteel onderzoek door het creëren van gedetailleerde hersenbrede kaarten die ons in staat stelden de laterale hypothalamus te identificeren bij het herstel bij het lopen. Zonder dit fundamentele werk zouden we de onverwachte rol die deze regio speelt bij het herstel bij het lopen niet hebben blootgelegd", zegt Jordan Squair, hoofdauteur van het onderzoek.

Het geavanceerde beeldvormingsplatform van het WYSS Center speelde een cruciale rol in dit onderzoek door beeldvormingsmogelijkheden met hoge resolutie te bieden waarmee het team de anatomische en functionele activiteit van neuronen in de hersenen in beeld kon brengen, waardoor de laterale hypothalamus kon worden geïdentificeerd.

DB's combineren met wervelkolomimplantaten voor verbeterd herstel

Deze opmerkelijke resultaten maken de weg vrij voor nieuwe therapeutische toepassingen om het herstel van dwarslaesie te verbeteren. Toekomstig onderzoek zal de integratie van DB's met andere technologieën onderzoeken, zoals: B. Spinale implantaten, die al hun potentieel hebben aangetoond om de beweging na een dwarslaesie te herstellen. “Het integreren van onze twee benaderingen – hersen- en ruggenmergstimulatie – biedt patiënten met ruggenmergletsel een uitgebreidere herstelstrategie”, zegt Courtine.

Bronnen: