Terobosan, 30 tahun dalam pembuatan, adalah alasan untuk harapan hati-hati di antara mereka yang mengalami cedera tulang belakang.
Sebuah tim ilmuwan di University of Louisville, UCLA, dan California Institute of Technology telah mencapai terobosan yang signifikan dalam pekerjaan awalnya dengan sukarelawan pria yang lumpuh di Frazier Rehab Institute, Louisville - hasil dari 30 tahun penelitian untuk menemukan terapi klinis potensial untuk kelumpuhan. Studi ini muncul online 20 Mei 2011 di jurnal medis Inggris Lancet.
Pria itu, Rob Summers, 25, benar-benar lumpuh di bawah dada setelah ditabrak kendaraan dalam kecelakaan tabrak lari pada Juli 2006. Saat ini, ia mampu mencapai posisi berdiri, memasok tenaga otot sendiri. Ia dapat tetap berdiri, dan menahan berat badan, hingga empat menit pada satu waktu (hingga satu jam dengan bantuan berkala ketika ia melemah). Dibantu oleh dukungan harness dan beberapa bantuan terapis, ia dapat membuat gerakan melangkah berulang-ulang di atas treadmill. Dia juga bisa secara sukarela menggerakkan jari-jari kakinya, pergelangan kaki, lutut, dan pinggul atas perintah.
Hasil yang belum pernah terjadi sebelumnya ini dicapai melalui “stimulasi listrik epidural langsung” terus menerus dari sumsum tulang belakang subjek, meniru sinyal yang biasanya ditransmisikan oleh otak untuk memulai gerakan. Setelah sinyal itu diberikan, penelitian menunjukkan, jaringan saraf medula spinal itu sendiri, dikombinasikan dengan input sensorik yang berasal dari kaki ke medula spinalis, mampu mengarahkan otot dan gerakan persendian yang diperlukan untuk berdiri dan melangkah dengan bantuan treadmill. .
Komponen penting lainnya dari penelitian ini adalah rezim pelatihan lokomotor yang ekstensif sementara sumsum tulang belakang distimulasi dan pria itu ditangguhkan di atas treadmill. Dibantu oleh spesialis rehabilitasi, jaringan saraf sumsum tulang belakang pria itu dilatih ulang untuk menghasilkan gerakan otot yang diperlukan untuk berdiri dan mengambil langkah-langkah yang dibantu.
Rob Summers di Frazier Rehab Institute, Louisville. Kredit Gambar: Rob Summers
Peneliti terkemuka dalam tim beranggotakan 11 orang ini adalah dua ahli saraf terkemuka: Susan Harkema, dari Departemen Bedah Saraf Universitas Louisville, Pusat Penelitian Spinal Cord Kentucky dan Institut Rehabilitasi Frazier, sebuah layanan Rumah Sakit Yahudi dan Layanan Kesehatan St. Mary di Louisville; dan V. Reggie Edgerton, dari Divisi Ilmu Kehidupan UCLA dan Fakultas Kedokteran David Geffen di UCLA.
Joel W. Burdick, seorang profesor teknik mesin dan bioengineering di Caltech, mengembangkan teknologi elektromekanis dan algoritma komputer baru untuk membantu dalam pemulihan penggerak pada pasien cedera tulang belakang. Penelitian ini didanai oleh Christopher dan Dana Reeve Foundation dan National Institutes of Health.
Harkema, Edgerton, dan rekan-rekan mereka membayangkan suatu hari ketika setidaknya beberapa individu dengan cedera tulang belakang lengkap akan dapat menggunakan unit stimulasi portabel dan, dengan bantuan alat bantu jalan, berdiri secara mandiri, menjaga keseimbangan, dan melakukan beberapa langkah efektif.
Bantuan dari komplikasi sekunder dari cedera tulang belakang total - termasuk gangguan atau kehilangan kontrol kandung kemih, kontrol sfingter, dan respons seksual - dapat terbukti lebih signifikan.
Edgerton, profesor biologi dan fisiologi integratif terkemuka dan neurobiologi di UCLA, mengatakan:
Sumsum tulang belakang cerdas. Jaringan saraf di sumsum tulang belakang lumbosacral mampu memulai penumpukan berat badan penuh dan langkah yang relatif terkoordinasi tanpa input dari otak. Ini mungkin, sebagian, karena informasi yang dikirim kembali dari kaki langsung ke sumsum tulang belakang.
Umpan balik indera ini dari kaki dan kaki ke sumsum tulang belakang memfasilitasi potensi individu untuk menyeimbangkan dan melangkah melalui berbagai kecepatan, arah, dan tingkat penumpangan berat badan. Sumsum tulang belakang dapat secara mandiri menginterpretasikan data ini dan instruksi pergerakan kembali ke kaki - semua tanpa keterlibatan kortikal.
Harkema, seorang profesor bedah saraf di University of Louisville dan penulis utama studi ini, mengatakan:
Ini adalah terobosan. Ini membuka peluang besar untuk meningkatkan fungsi sehari-hari individu-individu ini. Tapi kami memiliki jalan panjang di depan.
Edgerton setuju:
Meskipun hasil ini jelas menggembirakan, kita harus berhati-hati. Ada banyak pekerjaan yang harus dilakukan.
Untuk mulai dengan, hanya satu subjek telah dipelajari, dan dia adalah seorang atlet dalam kondisi fisik yang luar biasa sebelum cedera. (Lima subjek manusia telah disahkan oleh Food and Drug Administration untuk didaftarkan dalam penelitian ini.)
Selain itu, Mr. Summers, walaupun lumpuh total di bawah dada (bagian tulang belakang vertebra C7 / T1), diberi peringkat "B" pada sistem klasifikasi American Spinal Injury Association, karena ia mempertahankan perasaan di bawah tingkat cedera. Tidak diketahui bagaimana intervensi ini akan bekerja dengan pasien tingkat "A" (tidak ada sensasi sensasi di bawah cedera). Masalah lainnya adalah peralatan stimulasi itu sendiri. Sampai saat ini, para peneliti hanya memiliki akses ke unit stimulasi standar yang dirancang untuk menghilangkan rasa sakit.
Dalam studi hewan yang dipublikasikan sebelumnya, intervensi obat lebih lanjut meningkatkan sensitivitas dan fungsi jaringan saraf sumsum tulang belakang. Namun, senyawa yang digunakan pada hewan tidak disetujui untuk digunakan manusia. Sangat mungkin bahwa investasi besar dalam penelitian farmakologis lebih lanjut akan diperlukan untuk membawa senyawa tersebut ke pasar.
Lebih dari 5 juta orang Amerika hidup dengan beberapa bentuk kelumpuhan, didefinisikan sebagai gangguan sistem saraf pusat yang mengakibatkan kesulitan atau ketidakmampuan untuk memindahkan ekstremitas atas atau bawah. Sekitar 1,3 juta cedera tulang belakang, dan banyak dari mereka yang lumpuh total di ekstremitas bawah.
Stimulasi epidural, dalam kelumpuhan ekstremitas bawah, adalah penerapan arus listrik kontinu, pada frekuensi dan intensitas yang berbeda-beda, ke lokasi spesifik pada sumsum tulang belakang lumbosakral yang berhubungan dengan ikatan saraf padat yang sebagian besar mengontrol pergerakan pinggul, lutut. , pergelangan kaki dan kaki. Elektroda yang diperlukan untuk stimulasi ini ditanamkan di Rumah Sakit Universitas Louisville oleh Dr. Jonathan Hodes, ketua departemen bedah saraf di Universitas Louisville.
Susan Howley, wakil presiden eksekutif untuk penelitian di Yayasan Christopher dan Dana Reeve, mengatakan:
Pengumuman hari ini dengan jelas menunjukkan bukti konsep. Ini perkembangan yang menarik. Ke mana arahnya dari sini pada dasarnya adalah masalah waktu dan uang.
Rob Summers, sukarelawan penelitian, mengatakan:
Prosedur ini benar-benar mengubah hidup saya. Bagi seseorang yang selama empat tahun bahkan tidak mampu menggerakkan jari kakinya, memiliki kebebasan dan kemampuan untuk berdiri sendiri adalah perasaan yang paling menakjubkan. Tidak dapat dipercaya untuk dapat mengangkat kaki dan mundur lagi, tetapi di luar itu semua, perasaan kesejahteraan saya telah berubah. Fisik dan otot saya membaik, sehingga kebanyakan orang bahkan tidak percaya saya lumpuh. Saya percaya bahwa stimulasi epidural akan membuat saya keluar dari kursi ini.
Ringkasan: Para ilmuwan di University of Louisville, UCLA, dan California Institute of Technology telah melakukan studi stimulasi listrik epidural dari sumsum tulang belakang relawan laki-laki yang lumpuh - Rob Summers - di Frazier Rehab Institute di Louisville. Hasil penelitian mereka diterbitkan dalam edisi online 20 Mei 2011 di Lancet.