Hypothalamic DBS-terapi forbedrer utvinningen av bevegelser i nedre ekstremiteter etter ryggmargsskade

Hypothalamic DBS-terapi forbedrer utvinningen av bevegelser i nedre ekstremiteter etter ryggmargsskade

Forskere fra EPFL og Lausanne University Hospital (CHUV), ledet av professorene Grégoire Courtine og Jocelyne Bloch, har nådd en stor milepæl i behandlingen av ryggmargsskade (SCI). Ved å bruke dyp hjernestimulering (DBS) til et uventet område i hjernen – den laterale hypothalamus (LH) – forbedret teamet utvinningen av bevegelser i nedre ekstremiteter hos to personer med delvis SCI, og forbedret deres autonomi og velvære betydelig.

Wolfgang Jäger, en 54-åring fra Kappel, Østerrike, har sittet i rullestol siden 2006. Da han deltok i den kliniske studien, så han på egen hånd hvordan dyp hjernestimulering kunne gjenopprette mobiliteten og uavhengigheten hans. "I fjor på ferie var det ikke noe problem å gå noen skritt ned og tilbake i havet med stimuleringen," fortalte Jaeger, og beskrev den nyvunne friheten som DBS har gitt ham. Utover å gå, har terapien forbedret dagligdagse gjøremål. "Jeg kan også nå ting i skapene mine på kjøkkenet," la han til.

DBS er en etablert nevrokirurgisk teknikk der elektroder implanteres i spesifikke hjerneregioner for å modulere neuronal aktivitet. Tradisjonelt har DBS blitt brukt til å behandle bevegelsesforstyrrelser som Parkinsons sykdom og tremor ved å målrette mot områder av hjernen som er ansvarlige for motorisk kontroll. Å bruke DB-er på den laterale hypothalamus for å behandle delvis lammelse er imidlertid en ny tilnærming. Ved å fokusere på LH, er forskere på. Neurorestore benyttet seg av en uventet nevrale vei som ikke tidligere hadde vært vurdert for motorisk utvinning.

I studien publisert inaturmedisin,Ikke bare viste DBS umiddelbare resultater med å forlenge gange under rehabilitering, men pasienter viste også langsiktig forbedring som vedvarte selv med stimulering slått av. Disse resultatene tyder på at behandlingen fremmet reorganisering av gjenværende nervefibre, og bidro til vedvarende nevrologiske forbedringer.

Denne forskningen viser at hjernen er nødvendig for å komme seg etter lammelser. Overraskende nok kan ikke hjernen fullt ut utnytte de nevronale projeksjonene som overlever etter en ryggmargsskade. Her oppdaget vi hvordan man bruker et lite område av hjernen som ikke var kjent for å være involvert i å produsere gange for å balansere disse gjenværende forbindelsene og øke nevrologisk utvinning hos personer med ryggmargsskader. "

Grégoire Courtine, professor i nevrovitenskap ved EPFL, Lausanne University Hospital (CHUV) og en Unil og meddirektør for Neurorestore Center

Grunnleggende nevrovitenskap kombinert med nevrokirurgisk presisjon

Suksessen til denne DBS-terapien var avhengig av to komplementære tilnærminger: oppdagelser muliggjort av nye metoder i dyrestudier og oversettelse av disse oppdagelsene til presise kirurgiske teknikker hos mennesker. For operasjonen brukte forskerne detaljerte hjerneskanninger for å lede de nøyaktige plasseringene til små elektroder inn i hjernen, utført av Bloch i Chuv mens pasienten var helt våken.

«Når elektroden var på plass og vi påførte stimuleringen, sa den første pasienten umiddelbart: 'Jeg kjenner på beina mine.' Da vi økte stimuleringen, sa hun: 'Jeg har lyst til å gå!' Denne tilbakemeldingen i sanntid bekreftet at vi siktet oss mot den riktige regionen, selv om den regionen aldri hadde vært assosiert med benkontroll i det øyeblikket. sier Bloch, nevrokirurg og professor ved Lausanne universitetssykehus (CHUV), UNIL og EPFL og meddirektør for .neurorestore-senteret.

Rollen til den laterale hypothalamus i utvinning fra gange

Identifikasjonen av LH som en viktig aktør i motorisk restitusjon etter lammelse er i seg selv en viktig vitenskapelig oppdagelse, da denne regionen tradisjonelt bare har vært assosiert med funksjoner som opphisselse og fôring. Dette gjennombruddet oppsto fra utviklingen av en ny flertrinnsmetodikk som begynte med anatomisk og funksjonell kartlegging av hele hjernen for å bestemme rollen til denne regionen i å gå, etterfulgt av eksperimenter i prekliniske modeller for å identifisere de nøyaktige kretsene involvert i utvinning. Til syvende og sist førte disse resultatene til kliniske studier på menneskelige deltakere.

"Det var grunnleggende forskning gjennom opprettelsen av detaljerte hjerneomfattende kart som gjorde at vi kunne identifisere den laterale hypothalamus i gangrestitusjon. Uten dette grunnleggende arbeidet ville vi ikke ha avdekket den uventede rollen som denne regionen spiller i gangrestitusjon," sier Jordan Squair, en hovedforfatter av studien.

Den avanserte bildebehandlingsplattformen ved WYSS Center spilte en kritisk rolle i denne forskningen ved å tilby høyoppløselige bildebehandlingsevner som gjorde det mulig for teamet å avbilde den anatomiske og funksjonelle aktiviteten til nevroner i hele hjernen, noe som muliggjorde identifikasjon av den laterale hypothalamus.

Kombinere DB-er med spinalimplantater for forbedret utvinning

Disse bemerkelsesverdige resultatene baner vei for nye terapeutiske applikasjoner for å forbedre utvinningen fra SCI. Fremtidig forskning vil utforske integreringen av DB-er med andre teknologier, for eksempel: B. Spinalimplantater, som allerede har vist sitt potensial til å gjenopprette bevegelse etter SCI. "Å integrere våre to tilnærminger - hjerne- og spinalstimulering - gir pasienter med ryggmargsskader en mer omfattende restitusjonsstrategi," sier Courtine.

Kilder: