A korábban lehetetlennek tartott álom, a gerincsérülés miatt lebénult test újra mozgásba hozása valósággá válhat egy uniós kutatás eredményeként kifejlesztett eszköz segítségével, amely kapcsolatba hozza az agyat a test lebénult részeivel, amint ezt a Horizon, az EU Kutatási és Innovációs magazinja hírül adta.
Forrás: Horizon/EPFL © Jimmy_Ravier
A gerincvelő-sérülés (SCI) továbbra is az egyik legrettegettebb idegrendszeri károsodás, amelynek következtében megszakad az agy és a test közötti kommunikáció, és amitől világszerte milliók maradnak tartós bénulásban.
Több évtizedes ezirányú kutatások ellenére a gerincvelő-sérülés utáni mozgás helyreállítás továbbra is az idegtudomány egyik legnehezebben megoldható problémája, afféle Szent-Grálja.
Digitális híd
Egy Európai Innovációs Tanács által támogatott, uniós támogatással zajló kezdeményezés azonban új utat kínál: egy beültethető agy–gerinc interfészt, amely újra összeköti az agyat és a testet, és új reményt ad a bénulás ellen.
A svájci École Polytechnique Fédérale de Lausanne kutatásainak eredményére épülő együttműködés ahelyett, hogy az idegsejtek és rostok biológiai módszerekkel történő újranövesztésével próbálkozna, arra koncentrál, ami a sérülés alatt sértetlen, de el van választva az agytól. A rendszer ezért nem a sérült idegpályákra fókuszál, hanem egy „digitális hidat” hoz létre, amely közvetlen kapcsolatot teremt az agy és a gerincvelő jelzései között. A holland, svájci és francia kutatók idegtudományi, biomérnöki és mesterséges intelligencia terén elért eredményeinek ötvözésével a technológia megkerüli a sérülés helyét és lehetővé teszi az idegek közötti kommunikáció újraindulását.
Gerincsérülés után az agyból érkező mozgási parancsok már nem jutnak el az izmokhoz. Az új megközelítésben egy kis implantátum leolvassa az agy motoros kéregéből érkező jeleket, parancsokká alakítja őket, majd továbbítja azokat a sérülés alatt elhelyezett gerincimplantátumnak. Ez megfelelő elektromos stimulációt juttat az izmokat irányító idegekhez, így a „járás” gondolatára a lábak mozgásba lendülnek.
Új megközelítés
A ReverseParalysis nevű projekt új generációs agy–gerinc interfésze teljesen új megközelítés a gerincvelő-sérüléssel élők végtagi funkcióinak helyreállítására. A közelmúltig a legtöbb technológia inkább az embereknek a bénuláshoz való alkalmazkodásában segített – kerekesszékek, járókeretek vagy exoskeletonok, emberi testhez rögzíthető, motorokkal és érzékelőkkel felszerelt robotikus vázak formájában –, mintsem magának a mozgásnak a helyreállításában.
A Lausanne-i Egyetemi Kórház első páciense, aki megkapta a prototípus implantátumot, David Mzee, egy testnevelés-szakos hallgató, aki egy torna baleset következtében bénult le. A műtét előkészületei során éppen a kerekesszékes rögbi világbajnokságon versenyzett. Nyolc hónappal később a bénult betegek történetében a Genfi-tó partján megtette az első lépéseket.
Mzee nemcsak megtanult támaszkodva állni és járni, hanem sporttanári képesítést is szerzett, és jelenleg egy szakiskolában dolgozik. Alapvetően még mindig kerekesszékre szorul, de nyaki gerincsérülés esetén minden apró javulás nagy különbséget jelent. A visszanyert funkciók minden apró darabja igazán számít.
Erre az áttörésre építve a 2025-ben befejezett hároméves ReverseParalysis projekt olyan eredményeket ért el, amelyek korábban elérhetetlennek tűntek: két, totális gerincvelő-sérüléssel élő ember visszanyerte az állás és a járás képességét, míg két másik visszanyerte karja és keze mozgási képességét, ami lehetővé tette számukra, hogy újra elvégezzék mindennapi feladataikat.
Az Eindhoveni székhelyű ONWARD Medical nevű neurotechnológiai vállalat, amely a ReverseParalysis projektet koordinálta, jelenleg azon dolgozik, hogy ezeket a tulajdonképpen még laboratóriumi eredményeket klinikai felhasználásra alkalmas termékké alakítsa.
A stroke túlélőinek is segíthet
Az ehhez vezető út azonban nagyon rögös, mivel a gerincvelő-sérülés rendkívül összetett: a sérülések helye és súlyossága változó, ami megnehezíti az agyi jelek pontos dekódolását és azok sima, természetes mozgássá alakítását. Minden egyes siker egyben rávilágít arra is, hogy még mennyi mindent kell megérteni az elvesztett képességek újratanulásáról. Amikor azonban a kutatás egyik résztvevője évek óta először tudott önállóan enni, felvett egy kolbászt, és beleharapott, ami mosolyt csalt az illető arcára, az minden erőfeszítést megért.
A további nehézségek megoldására a ReverseParalysis csapata olyan gépi tanulási algoritmusokat integrált, amelyek az egyes felhasználókhoz igazodnak. Ezek a rendszerek folyamatosan finomítják az agyi jelek értelmezését, így idővel javítva a teljesítményt. Az elektródák tervezésében elért fejlődés szintén lehetővé tette a gerincvelőn belüli idegpályák pontos megcélzását.
A kutatócsoport jelenleg más, bénulással kapcsolatos kihívásokra is szeretne alkalmazni az eredményeket. Az egyik fő terület a vérnyomás stabilizálása, amely a gerincvelő-sérülés gyakori, de gyakran figyelmen kívül hagyott szövődménye, amely szédülést és fáradtságot okozhat, és ronthatja az életminőséget.
Célzott gerincstimulációval a kutatók azt szeretnék elérni, hogy a betegek hosszabb ideig üljenek egyenesen, részt vegyenek a terápiában, és biztonságosabban végezzék mindennapi tevékenységeiket.
A technológia a stroke-ot túlélőknek is hasznára válhat. Bár a stroke nem károsítja a gerincvelőt, megzavarja az agy mozgásirányító képességét. A cél ezért a fennmaradt jelek erősítése és stabilizálása a funkciók helyreállítása érdekében.
Az ONWARD Medical következő kihívása, hogy a speciális laboratóriumi rendszereket önállóan alkalmazható eszközökké alakítsa, amelyek széles körben használhatók lehetnek a klinikai környezetben. Ez a lépés – a technológia több beteg számára történő elérhetővé tétele – még 5–10 évre is eltarthat.
