Τα Ηλεκτρονικά Εμφυτεύματα καταργούν τις νευρολογικές κινητικές αναπηρίες
Ο κος Μαρκ Γκοτιέ, Parkinson ικός* ασθενής με αδυναμία βάδισης, είχε ουσιαστικά περιοριστεί στο σπίτι του έως
ότου έγινε ο πρώτος που τοποθετήθηκε το νέο σωτήριο ελβετικό εμφύτευμα. Έτσι
βελτίωσε ουσιαστικά την ικανότητά του να περπατά και να συμμετέχει ανεμπόδιστα κατά το δυνατόν στην κοινωνική ζωή της κοινότητας.
«Άλλαξε τη ζωή μου επειδή είμαι πια ανεξάρτητος» δήλωσε ο ίδιος σε συνέντευξη Τύπου που αναμετέδωσε το Reuters στη Λοζάννη. «Μπορώ πλέον να βγω από το σπίτι και να πάω μόνος μου για δουλειές».
Ο Μαρκ Γκοτιέ εργαζόταν ως αρχιτέκτονας και διατέλεσε δήμαρχος της κωμόπολης του, που βρίσκεται κοντά στο Μπορντό της Γαλλίας. Όμως η ζωή του πήρε άσχημη τροπή
μετά τη διάγνωσή του με νόσο του Πάρκινσον.
Ο 63χρονος Μαρκ, είχε ουσιαστικά περιοριστεί στο σπίτι του λόγω των
κινητικών προβλημάτων που χαρακτηρίζουν τη νόσο, μέχρι που ένα
πειραματικό ηλεκτρονικό εμφύτευμα που αναπτύχθηκε στην Ελβετία τού
επέτρεψε να περπατήσει ξανά χωρίς βοήθεια.
Το σύστημα αποτελείται από μια γεννήτρια ηλεκτρικών παλμών που
εμφυτεύεται κάτω από δέρμα στην κοιλιά και στέλνει σήματα σε μια
συστοιχία ηλεκτροδίων που ακουμπά τη σπονδυλική στήλη, χαμηλά στην
οσφυϊκή μοίρα. Τα ηλεκτρόδια μεσολαβούν στην επικοινωνία ανάμεσα στη
σπονδυλική στήλη και τους μύες των ποδιών που συμμετέχουν στη βάδιση.
 |
Εδώ βλέπουμε τον Marc Gauthier, με την ασθένεια του Parkinson, να περπατά με ανοιτό βήμα χωρίς να πέφτει, πλάι στο Chillon Castle στην παραλία της Λίμνης της Γενεύης στην Ελβετία. |
~~~
Η νόσος του Πάρκινσον οφείλεται σε εκφύλιση των νευρώνων σε μια
περιοχή του εγκεφάλου που ρυθμίζει τον συντονισμό των κινήσεων. Όπως οι
περισσότεροι ασθενείς σε προχωρημένο στάδιο, ο Γκοτιέ ένιωθε τα πόδια
του να «παγώνουν» και να ακινητοποιούνται απρόβλεπτα ενώ περπατούσε».
«Έπεφτα πέντε με έξι φορές την ημέρα» είπε ο ασθενής σύμφωνα με τον δικτυακό τόπο του Nature.
To εμφύτευμα θα ήταν κατάλληλο για μια μεγάλη μερίδα ασθενών, δήλωσε ο
Γκρεγκουάρ Κουρτίν, νευροεπιστήμονας που συμμετείχε στην ανάπτυξη του
εμφυτεύματος στο Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Λωζάννης. Η ομάδα του περιγράφει την τεχνολογία σε δημοσίευση στην επιθεώρηση Nature Medicine.
Τα Εμφυτεύματα Ηλεκτρικής Διέγερσης της σπονδυλικής στήλης έχουν
δοκιμαστεί πειραματικά σε δεκάδες άλλους ασθενείς σε όλο τον κόσμο. Η περίπτωση όμως του Γκοτιέ είναι ίσως η πιο εντυπωσιακή.
Ο Γκοτιέ είχε παλαιότερα υποβληθεί σε επέμβαση τοποθέτησης
εμφυτεύματος στον εγκέφαλο, μια τεχνολογία που ήδη εφαρμόζεται σε
ορισμένους ασθενείς με Πάρκινσον, όμως τα οφέλη ήταν περιορισμένα.
Η βελτίωσή του ίσως είναι αποτέλεσμα του συνδυασμού της ηλεκτρικής διέγερσης του εγκεφάλου και του νέου εμφυτεύματος.
 |
| Η πρόθεση του Gert-Jan να κινήσει τα πόδια του μεταφράζεται από ένα πρόγραμμα υπολογιστή σε οδηγίες για τους μυς των ποδιών του |
Όπως σχολίασε η Τζόσελιν Μπλοκ, η χειρουργός που τοποθέτησε το
εμφύτευμα στον Γκοτιέ «με τη θεραπεία αυτή οι ασθενείς αποκτούν
μεγαλύτερη αυτοπεποίθηση και μπορούν να βγαίνουν έξω, ένα τεράστιο
όφελος για τις καθημερινές δραστηριότητες και την ποιότητα ζωής τους».
 |
| Παρακολουθείστε τον Gert-Jan Oskam να περπατά ξανά |
Ωστόσο, είπε στο BBC News ότι στόχος της ομάδας ήταν να το βγάλει από το εργαστήριο και να εισέλθει στην κλινική το συντομότερο δυνατό.
«Το σημαντικό για εμάς δεν είναι απλώς να έχουμε μια επιστημονική δοκιμή, αλλά τελικά να δώσουμε περισσότερη πρόσβαση σε περισσότερα άτομα με κακώσεις νωτιαίου μυελού που έχουν συνηθίσει να ακούν από γιατρούς ότι πρέπει να συνηθίσουν στο γεγονός ότι δεν θα μετακινηθούν ποτέ ξανά. ."
Ο Harvey Sihota είναι διευθύνων σύμβουλος της βρετανικής φιλανθρωπικής οργάνωσης Spinal Research, η οποία δεν συμμετείχε στην έρευνα. Είπε ότι παρόλο που υπήρχε πολύς δρόμος για να γίνει γενικά διαθέσιμη η τεχνολογία, χαρακτήρισε την εξέλιξη ως «πολύ ενθαρρυντική».
 |
| Διάγραμμα του Νευρικού συστήματος |
"Ενώ υπάρχουν πολλά ακόμη να βελτιωθούν με αυτές τις τεχνολογίες, αυτό είναι ένα άλλο συναρπαστικό βήμα στον οδικό χάρτη για τη νευροτεχνολογία και τον ρόλο της στην αποκατάσταση της λειτουργίας και της ανεξαρτησίας της κοινότητας των τραυματισμών του νωτιαίου μυελού".
Η επέμβαση για την αποκατάσταση της κίνησης του Gert-Jan πραγματοποιήθηκε τον Ιούλιο του 2021.
~~~
Ο Τραπανισμός επιστρέφει σωτηριολογικά;
Ο καθηγητής Bloch διάνοιξε δύο κυκλικές τρύπες σε κάθε πλευρά του κρανίου του Gert-Jan, διαμέτρου 5 cm πάνω από τις περιοχές του εγκεφάλου που εμπλέκονται στον έλεγχο της κίνησης. Στη συνέχεια τοποθέτησε δύο εμφυτεύματα σε σχήμα δίσκου τα οποία μεταδίδουν
ασύρματα εγκεφαλικά σήματα -τις προθέσεις και τις επιθυμίες του Gert-Jan- σε δύο αισθητήρες συνδεδεμένους σε ένα κράνος στο κεφάλι του.
Η ελβετική ομάδα ανέπτυξε έναν αλγόριθμο που μεταφράζει αυτά τα σήματα σε οδηγίες για την κίνηση των μυών των ποδιών και των ποδιών μέσω ενός δεύτερου εμφυτεύματος που τοποθετήθηκε γύρω από το νωτιαίο μυελό του Gert-Jan - το οποίο ο καθηγητής Bloch προσάρτησε περίπλοκα στις νευρικές απολήξεις που σχετίζονται με το περπάτημα.
 |
| Πως τα Ηλεκτρονικά Εμφυτεύματα ενισχύουν τα νευρικά ερεθίσματα προς τα πόδια |
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι μετά από μερικές εβδομάδες προπόνησης μπορούσε να σταθεί και να περπατήσει με τη βοήθεια ενός περιπατητή. Η κίνησή του είναι αργή αλλά ομαλή, σύμφωνα με τον καθηγητή Grégoire Courtine της École Polytechnique Fédérale στη Λωζάνη (EPFL), ο οποίος ηγήθηκε του έργου.
«Το να τον βλέπεις να περπατά τόσο φυσικά είναι τόσο συγκινητικό», είπε. "Είναι μια αλλαγή παραδείγματος σε αυτό που ήταν διαθέσιμο πριν".
Τα εγκεφαλικά εμφυτεύματα βασίζονται στην προηγούμενη εργασία του καθηγητή Courtine, όταν μόνο το σπονδυλικό εμφύτευμα χρησιμοποιήθηκε για την αποκατάσταση της κίνησης. Το σπονδυλικό εμφύτευμα ενίσχυε αδύναμα σήματα από τον εγκέφαλο στο κατεστραμμένο τμήμα της σπονδυλικής στήλης και ενισχύθηκε περαιτέρω από προ-προγραμματισμένα σήματα από έναν υπολογιστή.
~~~
Τα Η.Ε. αποκαθιστούν βαριές κακώσεις της σπονδυλικής στήλης
Το BBC News ανέφερε πώς το 2018, ο David M'Zee έγινε ο πρώτος ασθενής που αντιμετωπίστηκε επιτυχώς με εμφύτευμα σπονδυλικής στήλης μα τόσο επιτυχώς, που μπόρεσε να κάνει ένα μωρό με τη σύζυγό του κάτι που δεν ήταν δυνατό στο παρελθόν. Δείτε τις περσινές δημοσιεύσεις πώς ως αποτέλεσμα της ίδιας τεχνολογίας, ο Michel Roccati έγινε ο πρώτος άνδρας με εντελώς διαρρηγμένη σπονδυλική στήλη που περπάτησε ξανά.
Και οι δύο ασθενείς έχουν αποκομίσει τεράστια ωφελεια αλλά η κίνηση τους στο περπάτημα είναι προγραμματισμένη εκ των προτέρων και δυστυχώς φαίνεται ρομποτική. Πρέπει επίσης να αποθηκεύουν ψηφιακά εκ των προτέρων τις κινήσεις που προορίζουν να κάνουν στον υπολογιστή και πρέπει να κάνουν επαναφορά (reboot) εάν δεν συγχρονιστούν αμέσως.
 |
| Ο Gert-Jan στα αριστερά με το μαύρο jumper (2018) όταν αδυνατούσε να περπατά, με την παρέα άλλων ασθενών με παρόμοιες αδυναμίες και ο καθηγητής Prof Courtine όρθιος πίσω τους. |
Ο Gert-Jan είχε βάλει αρχικά μόνο ένα εμφύτευμα, αυτό στην σπονδυλική στήλη πριν άλλα τα εμφυτεύματα εγκεφάλου. Τώρα ισχυρίζεται ότι πλέον έχει πολύ μεγαλύτερο έλεγχο.
«Ένιωθα πριν ότι το σύστημα με έλεγχε, αλλά τώρα το ελέγχω». Ούτε τα προηγούμενα ούτε τα νέα συστήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν συνεχώς. Είναι ογκώδη και ακόμα σε πειραματικό στάδιο.
Αντίθετα, οι ασθενείς τα χρησιμοποιούν για μία ώρα περίπου για μερικές φορές την εβδομάδα ως μέρος της ανάρρωσής τους. Η πράξη του περπατήματος εκπαιδεύει τους μύες τους και έχει αποκαταστήσει έναν βαθμό κίνησης όταν το σύστημα είναι απενεργοποιημένο, υποδηλώνοντας ότι τα κατεστραμμένα νεύρα μπορεί να αναπτύσσονται ξανά.
Ο τελικός στόχος είναι η μικρογραφία της τεχνολογίας.
Η εταιρεία του καθηγητή Courtine, Onward Medical, κάνει βελτιώσεις για την εμπορευματοποίηση της τεχνολογίας μέσω του εταιρικού ανταγωνισμού και την επακόλουθη εκλαίκευσή της ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί φτηνά στην καθημερινή ζωή των ανθρώπων.
«Έρχεται», λέει ο καθηγητής Courtine. «Ο Gert-Jan έλαβε το εμφύτευμα 10 χρόνια μετά το ατύχημα του. Φανταστείτε όταν εφαρμόζουμε τη διεπαφή εγκεφάλου-σπονδυλικής στήλης λίγες εβδομάδες μετά τον τραυματισμό. Οι δυνατότητες ανάκαμψης είναι τεράστιες».
~~~
Τα εμφυτεύματα στην ολική παράλυση
Ο νωτιαίος μυελός μπορεί να ανακτήσει τη λειτουργία του ακόμη και έτη
μετά την καταστροφή του. Ενας άνδρας παράλυτος από τον λαιμό και κάτω, ο
Αντριου Μίας από τη Λούιβιλ του Κεντάκι, κατάφερε να στέκεται στα πόδια
του και να τα κινεί χάρη σε ένα ηλεκτρικό εμφύτευμα. Το ερέθισμα που
παρείχε το ηλεκτρικό εμφύτευμα είτε ενδυνάμωσε τις «σιωπηλές» συνάψεις
στον κατεστραμμένο νωτιαίο μυελό του είτε ότι «γέννησε» νέες. Το
αποτέλεσμα ήταν ο ασθενής να κινείται ακόμη και όταν το εμφύτευμα ήταν στο
off, δηλαδή δεν λειτουργούσε.
Πέρυσι η Σούζαν Χαρκέμα και η Κλαούντια Αντζέλι από το Ινστιτούτο Αποκατάστασης Frazier και το Πανεπιστήμιο της Λούιβιλ μαζί με τους συνεργάτες τους εφήρμοσαν τη γνώση που είχε αποκτηθεί από τα πειράματα σε ζώα σε έναν άνδρα που έμεινε παράλυτος μετά από αυτοκινητικό ατύχημα το 2006. Η διάγνωση ήταν πλήρης κινητική παράλυση από τον λαιμό και κάτω.
Αρχικά ο ασθενής υπεβλήθη σε εξαντλητική φυσιοθεραπεία
η οποία δεν είχε κανένα αποτέλεσμα. Στη συνέχεια οι ειδικοί εμφύτευσαν
μια συστοιχία 16 ηλεκτροδίων στην κατώτερη περιοχή του νωτιαίου μυελού
του η οποία και διέγειρε συνεχώς τα νεύρα της σπονδυλικής στήλης. Όταν
το εμφύτευμα μπήκε για πρώτη φορά στο on ο ασθενής μπόρεσε να στηρίξει
το σώμα του και να σταθεί με την πρώτη προσπάθεια.
~~~
Φαντασθείτε τι θεραπευτικό πανηγύρι θα γίνει με την A.I.
Ο κ. Κέλλης, κορυφαίος Ελληνας επιστήμονας του MIT ήταν ένας από τους ομιλητές στο πρώτο MIT
Technology Review «EmTech Europe» που έγινε στην Αθήνα τον περασμένο Δεκέμβρη. Ο ίδιος θεωρεί ότι η τεχνητή νοημοσύνη θα επιφέρει τη μεγαλύτερη αλλαγή στην ανθρώπινη φύση στην ιστορία της ανθρωπότητας μέχρι τώρα:
«Οι άνθρωποι προσπαθούσαν για χρόνια να καταλάβουν την προγραμματιστική
γλώσσα του DNA. Οι μηχανές μπορούν τώρα να το κάνουν καλύτερα από ποτέ.
Οι άνθρωποι προσπαθούν να καταλάβουν τη γλώσσα της χημείας εδώ και
δεκαετίες. Ξανά, οι μηχανές μπορούν να προβλέψουν τη λειτουργία μιας
χημικής ουσίας καλύτερα από ποτέ. Οι άνθρωποι προσπαθούσαν για χρόνια να
καταφέρουν την τριτοταγή δομή των πρωτεϊνών. Τώρα βλέπουμε ότι
συστήματα μηχανικής μάθησης μπορούν να το κάνουν καλύτερα από
οποιονδήποτε άνθρωπο στο παρελθόν».
Όταν ξεπεραστούν οι εύλογες Ανθρωπολογικές και Ηθικές ενστάσεις για την ευρεία χρήση της Α.Ι. και θα τεθούν οι κανόνες, συμφωνίες και η κατάληλη δικαιωματική προστατευτικότητα που απαιτείται, νομίζουμε ότι θα βοηθηθούν και οι ανήμποροι κινητικά συνάνθρωποί μας με πρωτοφανή τρόπο στην ιστορία του Είδους μας.
~~~
*Η νόσος του Parkinson είναι μια χρόνια εκφυλιστική διαταραχή του
νευρικού συστήματος, που επηρεάζει κυρίως την κίνηση. Συνήθως η νόσος
αρχίζει με ένα τρέμουλο (τρόμο) στο ένα χέρι. Αργότερα εμφανίζονται κι άλλα συμπτώματα όπως η βραδύτητα και η δυσκαμψία στις κινήσεις.
Η φυσική πορεία στη νόσο του Parkinson είναι η προοδευτική επιδείνωση, όπως γενικά ισχύει στα εκφυλιστικά νοσήματα του νευρικού συστήματος. Aντιμετωπίζεται με φαρμακευτική αγωγή, η οποία επιβραδύνει την εξέλιξη της νόσου. Σε σπάνιες περιπτώσεις μπορεί να χρειαστεί νευροχειρουργική επέμβαση.
Η φυσική πορεία στη νόσο του Parkinson είναι η προοδευτική επιδείνωση, όπως γενικά ισχύει στα εκφυλιστικά νοσήματα του νευρικού συστήματος. Aντιμετωπίζεται με φαρμακευτική αγωγή, η οποία επιβραδύνει την εξέλιξη της νόσου. Σε σπάνιες περιπτώσεις μπορεί να χρειαστεί νευροχειρουργική επέμβαση.
