U travnju ove godine veliku je senzaciju u svijetu znanosti izazvala vijest da su švicarski znanstvenici sa Saveznog tehnološkog instituta u Lausanne (EPFL) te Sveučilišne bolnice u Lausanneu (CHUV) uspjeli kod pacijentice s teškom neurodegenerativnom bolešću postići da ponovo ustane i prohoda nakon što je bila primorana ostati u krevetu više od godinu dana. Postigli su to zahvaljujući inovativnom sustavu koji je razvijen u centru za istraživanje NeuroRestore koji vode Jocelyne Bloch, neurokirurginja na CHUV-u i profesorica na Sveučilištu u Lausanneu, te Grégoire Courtine, profesor neuroznanosti na EPFL-u. Ovo otkriće nije bilo jedino ove godine, nastavilo se na otkriće iz veljače, kada je ovo dvoje znanstvenika uspjelo kod pacijenata s u cijelosti ozlijeđenom leđnom moždinom postići da ustanu i prohodaju, pa čak i da se bave rekreacijom poput plivanja, vožnje biciklom ili kanuom. Ova se postignuća nastavljaju na ključni znanstveni proboj iz 2018. godine iste grupe znanstvenika koja je kod pacijenta Davida Mzeeja s oštećenom leđnom moždinom, što je bila posljedica ozljede pri sportskim aktivnostima, uspjela postići da ustane i napravi korake uz pomoć hodalice ili štaka. Ovako nešto bilo je do sada nezamislivo, no tehnologija ide nezadrživo dalje pa je korištenjem neurostimulacijskog premošćenja postignuto da pacijenti ponovo prohodaju. Isto tako, u siječnju 2021. godine znanstvenici s EPFL-a, koje je vodio dr. Courtine u suradnji s kanadskim znanstvenicima sa Sveučilišta u Calgaryju, te švicarski znanstvenici uspjeli su riješiti veliki problem koji se javlja kod pacijenata s oštećenom leđnom moždinom, a to je nestabilan krvni tlak. I to se postiglo elektroničkom stimulacijom leđne moždine. Konkretno, ovo se postiglo primjenom elektroničkog usatka kojim se leđna moždina stimulira kako bi se reaktivirali neuroni koji kontroliraju krvni tlak stiskanjem i opuštanjem stijenki arterija. A sada je taj usadak dosegao daleko sofisticiraniju razinu pa ga kontrolira umjetna inteligencija. Sada se usatkom može povratiti kontrakcija i
mišića torza uz mišiće nogu te se postiglo da sada čak tri pacijenta s potpuno oštećenom leđnom moždinom mogu hodati. Njihovi stimulacijski algoritmi još se temelje na oponašanju prirode. No glavna prednost novodizajniranog usatka je da je dulji i širi, tako da stimulacija može u isto vrijeme doseći sve segmente koji reguliraju pokrete mišića torza i nogu.

Stimuliranje moždine
Usaci se usađuju u “epiduralni” prostor između unutarnjeg zida kralježaka i tekalne vrećice koja sadrži leđnu moždinu u cerebralnoj tekućini. Taj prostor vrlo je podoban za usatke jer je ispunjen masnim tkivom pa usaci koji su tamo postavljeni ne mogu oštetiti žile ili leđnu moždinu. Mogu modulirati neurone koji izravno kontroliraju mišiće. Kontrolirajući te usatke, možemo aktivirati leđnu moždinu onako kako bi to činio mozak prirodnim putem pa pacijent može, primjerice, stajati, hodati, plivati ili voziti bicikl, rekao je dr. Courtine otkrivajući tako dio vrhunske znanosti koja stoji iza ovih sjajnih postignuća. O njima se više moglo čuti na 3. regionalnom skupu duboke stimulacije mozga koji se održao prošlog tjedna u Zadru. O dubokoj stimulaciji mozga već smo pisali na stranicama ovih novina, riječ je o metodi koja je pogotovo učinkovita kod Parkinsonove bolesti i distonije, a u kojoj je tim Zavoda za neurokirurgiju KB Dubrava pod vodstvom prof. dr. sc. Darka Chudyja posebno uspješan, i to na svjetskom nivou. Metoda koju koriste švicarski stručnjaci za stimuliranje leđne moždine slična je dubokoj stimulaciji mozga pa je predstavljanje takvih dostignuća svakako imalo prostora na ovom skupu. O uspjesima iz Švicarske govorio je jedan hrvatski znanstvenik. Fizičar dr. sc. Tomislav Mileković radi u NeuroRestoreu te aktivno sudjeluje u razvoju metode koja je pacijentima s oštećenom leđnom moždinom još jednom omogućila da se kreću.

– Na svim kongresima koji se bave dubokom stimulacijom mozga i funkcijskom neurokirurgijom predstavljaju se i dr. Bloch te dr. Courtine. Bitno su prepravili softver kojim se njihov usadak programira, a u svemu i stalno napreduju. Oni su doista poput Tonyja Starka, Ironmana, doista to podsjeća na tog stripovskog i filmskog junaka. Prof. Mileković došao je na njihovu preporuku, rekli su nam da imaju suradnika iz naših krajeva koji bi volio doći i održati to predavanje te predstaviti najnovija dostignuća. I ovakva su predavanja razlog što nam se gosti i sudionici javljaju s porukama da će doći i na naš četvrti skup – kazao nam je prof. Chudy.
Tako smo imali priliku porazgovarati s dr. sc. Milekovićem i postaviti mu nekoliko pitanja o njegovu radu u Švicarskoj i uključenosti u istraživanja stimuliranja leđne moždine, pogotovo u svjetlu činjenice da je prof. Mileković zapravo fizičar.
 

– Tijekom mog studija fizike popularna znanost i znanstvena fantastika počela je biti prožeta brain-computer interface idejama – spajanjem mozga s kompjutorima i strojevima. Filmovi “Matrix” i “Ghost in the Shell” pobudili su moj interes za brain-computer interface neuroinženjerstvo. Kada sam saznao da nekoliko znanstvenih grupa već radi na takvim uređajima, intenzivno sam počeo tragati za laboratorijem na kojemu bih mogao biti dio takvog istraživanja. Nakon diplome, počeo sam doktorski studij na laboratoriju u Freiburgu u Njemačkoj koji je radio na tom području. To je bio početak znanstvene karijere koja me je preko Londona, Providencea (SAD) i Ženeve dovela do sadašnje pozicije jednog od voditelja pretkliničkog i kliničkog istraživanja u NeuroRestoreu pri sveučilišnoj bolnici u Lausanneu, rekao nam je ovaj naš znanstvenik. Kao i uvijek, do ovih se dostignuća došlo temeljitim laboratorijskim istraživanjima.

 

– Uspješna istraživanja na majmunima smo iskoristili za dizajn i razvoj terapije za ljude sa ozljedom leđne moždine. Rana klinička testiranja te terapije su rezultirala golemim uspjehom – devet osoba s kroničnom paraplegijom (dulje od jedne godine) povratilo je sposobnost pomicanja nogu i potpomognutog hoda (s hodalicom ili štakama). Nakon sedmomjesečne rehabilitacije uz pomoć stimulacije leđne moždine neke od tih osoba povratile su sposobnost pomicanja nogu bez stimulacije. Ovaj golemi uspjeh sada pokušavamo proširiti na uklanjanje problema hoda kod Parkinsonove bolesti. Iako terapije za mnoge simptome Parkinsonove bolesti već postoje (npr. Levedopa i duboka stimulacija mozga), problemi sa hodom kod većine pacijenata ostaju prisutni unatoč primjeni tih postojećih terapija. Sada završavamo istraživanje na majmunima koje ćemo iskoristiti za razvoj terapije za ljude s Parkinsonovom bolesti. Nadamo se da će te terapije uskoro ući u fazu kliničkog istraživanja i, nakon uspješnog testiranja, u kliničku upotrebu – objasnio je dr. sc. Mileković koji ističe kako je važno napomenuti da istraživanja na životinjama igraju vrlo važnu ulogu u razumijevanju i ranom testiranju terapija za pacijente.
– Međutim, i mi i ostali znanstvenici ulažemo maksimalan trud da bismo, kad je god moguće, takva istraživanja zamijenili drugim tehnikama, minimizirali broj životinja koje se koriste u istraživanju i dizajnirali ispitivanja koja minimiziraju neugode i povrede životinja – kaže.
 

Unapređenje terapije
Naš znanstvenik, dakle, koordinira pretkliničke i kliničke znanstvene projekte koji razvijajun i unapređuju terapije koje koriste stimulaciju leđne moždine kako bi ljudima s ozljedom leđne moždine vratili sposobnost pokreta i ostalih sposobnosti koje su izgubili zbog ozljede.
– Nedavno smo ostvarili golem uspjeh kada smo stimulacijom leđne moždine poboljšali regulaciju krvnog tlaka kod tetraplegičara. Naime, oni često moraju mirovati jer njihovo tijelo izgubi sposobnost reguliranja krvnog tlaka kada se pokušaju podići iz kreveta. Naša terapija im ponovo omogućuje da izađu iz kreveta. Klinička testiranja te terapije još traju, ali prvi rezultati vrlo su pozitivni, kazao je. Metoda koja je razvijena na NeuroRestoreu može se koristiti i u drugim situacijama.

 

– Nedavno smo testirali stimulaciju leđne moždine s osobom koja ima multiplu atrofiju sustava, bolest živčanog sustava sličnu Parkinsonovoj bolesti. Slično kao kod osoba s ozljedom leđne moždine, multipla atrofija sustava često tjera pacijente na mirovanje u krevetu jer izgube sposobnost reguliranja krvnog tlaka. Kod te osobe stimulacija leđne moždine uspješno je regulirala krvni tlak tijekom podizanja. Zbog toga, ta je osoba povratila sposobnost stajanja, hoda i razgovijetnog govora. Poučeni tim i drugim primjerima, mi smatramo da stimulacija leđne moždine može imati pozitivne rezultate kod mnogih bolesti mozga i živčanog sustava s motoričkim ili autonomnim simptomima (Parkinsonova bolest, kap i slično). Planiramo niz kliničkih ispitivanja koja bi to i potvrdila, najavio je dr. sc. Mileković. Ono što bi u neuroznanosti i neurokirurgiji bio svojevrsni sveti gral jest fizičko i funkcionalno spajanje leđne moždine pa smo pitali hoće li to možda biti moguće u nekoj bližoj ili daljoj budućnosti. Odgovor je da je to uz ovu tehnologiju doista moguće.

– Jedno od kliničkih istraživanja u našem centru testira terapiju koja snima moždanu aktivnost osobe paralizirane ozljedom leđne moždine, koristi algoritme koji prepoznaju namjeru za pokret noge te tada te pokrete reproducira preciznom stimulacijom leđne moždine ispod ozljede. Tako naša terapija premošćuje ozljedu leđne moždine. Ta je terapija primjerena za osobe kojima je leđna moždina potpuno prekinuta i koje zato rehabilitacijom ne mogu poboljšati voljnu kontrolu mišića. Ispitivanja na tom istraživanju još traju. Međutim, mi se nadamo da će uspješan rezultat tog istraživanja dovesti do raširene primjene terapijskih sustava koji umjetnim putem direktno spajaju mozak s nekim dijelom tijela nakon što je ta veza prekinuta – kaže dr. sc. Mileković.