Prije desetak dana na sveučilištu California u Irvineu predstavljen je revolucionarni model koji je prvi put u svijetu omogućio pacijentu paraplegičaru samostalno hodanje. Bio je to prvi tračak nade za mnoge koji su zbog teških ozljeda kralješnice prisiljeni život provesti prikovani za invalidska kolica. Idejni začetnik ove metode je profesor Zoran Nenadić sa sveučilišta u Irvineu, inače porijeklom iz Užica u susjednoj Srbiji, koji je nakon završetka strojarskog fakulteta u Beogradu 1996. godine otišao na doktorski studij u Washington.
Od 2001. godine živi u Kaliforniji, gdje je naprije bio znanstveni suradnik (California Institute of Technology), da bi potom bio promoviran u profesora (University of California, Irvine). U ekskluzivnom razgovoru za Večernji list ispričao nam je kako je sa svojim timom suradnika došao do ove velike prekretnice u liječenju paraliziranih osoba.
Spojiti mozak i noge
Koliko ste dugo radili na tom projektu? Kako ste došli na ideju da ga primijenite i tko je sve uključen u projekt? Je li i prije bilo sličnih pokušaja?
Potkraj 2009. i početkom 2010. godine došli smo na ideju da povežemo ljudski mozak s protezom nogu. Cilj nam je bio vratiti funkciju hodanja osobama s ozlijeđenom leđnom moždinom. Znam da će mnogima biti čudno, ali najprije smo razvili sustav koji omogućava upravljanje avatarom u videoigri (Half-Life 2, Garry’s Mod). Nakon uspješne provjere sistema u videoigri, a to su provjeravali i zdravi ljudi i paraplegičari koji su to postali nakon ozljede kralješnice, slijedila je integracija sustava s robotskom ortozom koja omogućava kretanje po pokretnoj traci. Prve uspješne provjere na zdravim osobama obavili smo 2012. godine, a na osobama s paraplegijom 2013. godine. Sljedeći logičan potez bio je da se osobama s paraplegijom omogući takozvani slobodan hod. Zbog toga smo pristupili integraciji sistema s neuromišićnim stimulatorom. U tome smo prve uspjehe postigli početkom 2014., a taj smo dio posla završili u ljeto 2014. godine. Istraživanje smo osmislili Dr. An H. Do, profesor neurologije na Medicinskom fakultetu našeg sveučilišta, i ja. U istraživanju su od početka sudjelovali i postdiplomci Christine E. King i Po T. Wang, a u zadnjoj fazi projektu su se pridružili i Colin M. McCrimmon, postdiplomac i student medicine, kao i Cathy C.Y. Chou, fizikalna terapeutkinja.Prema našim spoznajama, ovo je prvi takav sustav u svijetu, premda su slične ideje isprobavane kod osoba sa tetraplegijom (paraliza ruku i nogu), gdje su se moždani signali koristili za upravljanje robotskom rukom kako bi ona mogla obavljati jednostavne zahvate, poput primjerice prinošenja čaše ustima.
Možete li ukratko opisati metodu koju ste koristili kako bi našim čitateljima bilo jasno na koji način to funkcionira?
Sve počinje s ozljedom kralješnice. U njoj je zapravo prekinuta veza između mozga i mišića, a naša metoda nastoji obnoviti tu vezu, “spojiti” mozak s mišićima nogu, i to tehnološkim rješenjem. Da bi taj pothvat uspio, koristimo spoznaju da se moždani impulsi razlikuju kada osoba stoji na mjestu ili namjerava hodati. Te impulse mjerimo elektrodama koje osoba nosi na glavi, te ih bežičnim putem šaljemo u računalo, koje ih obrađuje matematičkim algoritmom. Tada računalo bežičnim signalom šalje naredbu neuromišićnom stimulatoru da pokrene ili zaustavi mišiće, ovisno o tome želi li čovjek početi koračati ili se želi zaustaviti. I nas je tijekom istraživanja iznenadilo da su moždani impulsi očuvani čak i nakon dugogodišnje paralize.
Što to znači za neurokirurgiju i koliko je vjerojatno da će se moći masovno primjenjivati u bolničkom liječenju?
Naš trenutačni sistem ne zahtijeva nikakvu operaciju, jer se elektrode za mjerenje moždanih impulsa, kao i one za stimulaciju mišića, montiraju na glavu, tj. na noge. No, teško mi je predvidjeti kada bi ovakav sistem mogao zaživjeti u kliničkoj praksi ili čak kao kućna naprava za pomoć paraplegičarima. U svakom slučaju za to su potrebne godine dodatnog rada i istraživanja.
Korist i za rehabilitaciju
Hoće li ova metoda biti iskoristiva i kod nekih drugih bolesti?
S malim izmjenama, ova metoda bi se mogla primjenivati i kod osoba s djelomičnom ozljedom kičme, ili pak onih koji su preživjeli moždani udar. Kod tih pacijenata sistem se ne bi koristio kao proteza, već bi to bila velika pomoć u rehabilitaciji. Takva rehabilitacija bi s vremenom ojačala vezu između mozga i mišića, što bi moglo pridonijeti poboljšanju funkcije pokreta i/ili čak osjećaja.
Nakon uspjeha najavili ste i mogućnost korištenja invazivnih metoda, točnije moždanih implantata. Možete li objasniti o čemu se radi?
Usavršimo li mogućnost mjerenja moždanih impulsa na samoj površini mozga (umjesto da ih kao sada mjerimo na površini glave) to će značajno poboljšati kvalitetu mjerenja, a to bi nam, nadalje, omogućilo znatno bolje upravljanje hodanjem. Uz to, moždani implantat bi također mogao stimulirati mozak električnim putem, tako da bi se paraplegičarima u noge vratila neka vrsta rudimentarnog osjećaja. Može se razmišljati i o kirurškoj ugradnji mišićnih stimulatora u noge, kao i o algoritmu u mikroprocesoru koji bi se također mogao kirurški ugraditi, kao što to danas radimo sa srčanicima.
Postoji li mogućnost da se ta metoda počne uskoro primjenjivati i izvan SAD-a, konkretnije u Hrvatskoj, Srbiji i zemljama u okruženju?
Lako moguće. Hrvatskoj, Srbiji i mnogim drugim zemljama u regiji doista ne nedostaje znanstvenih i tehnoloških talenata. Pri tome su dvije stvari jako bitne: potrebno je srušiti ograde među stručnjacima, kako bi inženjeri, liječnici i znanstvenici prvo razumjeli jedni druge, a zatim i surađivali na zajedničkim istraživanjima.Naravno, potreban je i znatan novac da bi se takva i slična istraživanja provela.
>> Uz pomoć elektroda paralizirani pacijent ponovo je prohodao
