April 20, 2024

Oleh Dennis Thompson

Reporter Hari Kesehatan

RABU, 24 Mei 2023 (HealthDay News) — Seorang pria Belanda dengan kaki lumpuh sekarang dapat berdiri dan berjalan, berkat antarmuka tulang belakang otak nirkabel yang merespons pikirannya dengan menggerakkan kakinya.

Gert-Jan Oskam, 40, menderita cedera tulang belakang 11 tahun lalu akibat kecelakaan sepeda di China yang membuatnya tidak bisa berjalan.

Oskam sekarang memiliki implan otak yang mengambil sinyal gerakan yang, pada orang sehat, akan berjalan ke sumsum tulang belakang dan menyebabkan kaki bergerak. Sebaliknya, implan itu mentransmisikan sinyal-sinyal itu secara nirkabel ke implan kedua yang terletak di tulang belakang bagian bawahnya, yang kemudian merangsang otot-otot kaki untuk beraksi, lapor para peneliti.

“Jembatan digital” eksperimental berteknologi tinggi antara otak dan tulang belakang ini memungkinkan Oskam mengambil kuas cat beberapa hari yang lalu dan melakukan tugas sederhana berteknologi rendah di sekitar rumahnya di Belanda.

“Sesuatu perlu dicat dan tidak ada yang membantu saya, jadi saya harus berjalan-jalan dan melukis,” kata Oskam dalam jumpa pers Selasa. “Aku melakukannya sendiri, saat aku berdiri.”

Para peneliti selama bertahun-tahun telah mencoba mengembalikan kemampuan berjalan menggunakan stimulator saraf yang ditanamkan di sumsum tulang belakang pasien.

Namun, subjek uji tersebut sering berjalan seperti robot dan tidak dapat menyesuaikan gerakan kaki mereka dengan medan yang berbeda.

Oskam mendapat manfaat dari langkah selanjutnya dalam penelitian itu, suatu cara yang memungkinkan otak mengendalikan rangsangan tulang belakang dan menciptakan langkah yang lebih alami bagi pasien.

“Apa yang dapat kami lakukan di sini adalah membangun kembali komunikasi antara otak dan daerah sumsum tulang belakang yang mengontrol gerakan kaki dengan jembatan digital yang menangkap pemikiran Gert-Jan dan menerjemahkan pemikiran ini menjadi stimulasi sumsum tulang belakang. untuk membangun kembali gerakan kaki sukarela, ”kata peneliti senior Gregoire Courtine, seorang ahli saraf dan profesor di École Polytechnique Fédérale de Lausanne, di Prancis.

Oskam mengatakan dia sekarang bisa berjalan 100 sampai 200 meter (hingga sekitar 660 kaki) sekaligus, dan bisa berdiri tanpa menggunakan tangannya selama dua atau tiga menit.

Perangkat ini juga meningkatkan pemulihan neurologis Oskam. Dia bisa berjalan dengan kruk bahkan dengan implan dimatikan.

Gerakan yang lebih alami

Oskam sudah memasang stimulator tulang belakang di punggungnya, karena partisipasinya dalam studi sebelumnya. Itu membuatnya bisa bergerak, tapi gerakannya seperti robot dan kaku.

“Itu tidak sepenuhnya alami. Rangsangan yang sebelumnya mengendalikan saya, dan sekarang saya mengendalikan rangsangan oleh pikiran saya,” jelas Oskam.

Peneliti mengembangkan implan pasif yang terletak di atas pusat motorik otaknya yang dapat menangkap sinyal yang biasanya mengontrol gerakan.

Dengan menggunakan headset dan alat bantu jalan khusus, Oskam dapat mengambil langkah yang lebih alami saat implan otak mengambil sinyal gerakan dan kemudian mengirimkannya ke stimulator tulang belakang.

“Kami dapat mengkalibrasi model pertama dalam beberapa menit, yang memungkinkan Gert-Jan mengontrol fleksi pinggulnya. Dan setelah beberapa menit pelatihan, dia dapat berjalan secara alami menggunakan sistem tersebut,” kata ketua peneliti Henri Lorach, seorang profesor di École Polytechnique Fédérale de Lausanne.

“Kami tidak hanya dapat memecahkan kode gerakan sederhana, tetapi juga gerakan sendi pinggul, lutut, dan pergelangan kaki,” tambah Lorach. “Dan dengan strategi ini, kami benar-benar memberikan kontrol sukarela terhadap stimulasi sumsum tulang belakang kepada peserta.”

Karena Oskam dapat mengontrol begitu banyak parameter gerakan kaki — dan menerima umpan balik saat dia bergerak — dia dapat berjalan di semua jenis medan yang berbeda, kata Courtine. Dia bisa berjalan menaiki tangga, maju melewati tanjakan, dan berhenti dan mulai sesukanya.

Antarmuka otak-tulang belakang juga muncul untuk mempercepat pemulihan Oskam. Setelah 40 sesi rehabilitasi saraf, kemampuannya untuk berjalan meningkat secara signifikan – dia dapat bergerak secara mandiri di sekitar rumahnya, masuk dan keluar dari mobil, atau minum dengan teman-teman yang berdiri di bar, lapor para peneliti.

“Tanpa rangsangan sekarang, saya juga bisa berjalan,” kata Oskam. “Saya pikir itu mengatakan banyak hal. Saya mendapatkan kembali kekuatan dan gerakan yang cukup untuk melangkah.”

Sebelumnya telah ditunjukkan bahwa stimulasi tulang belakang dapat memicu pertumbuhan koneksi saraf baru, kata Courtine.

“Saat otak mengontrol stimulasi, pemulihan akan lebih cepat karena ini merupakan konvergensi koneksi digital dengan koneksi alami pada jenis neuron yang sama,” jelas Courtine.

Diperlukan lebih banyak penelitian

Studi baru ini diterbitkan 24 Mei di jurnal Nature.

Tim peneliti berharap untuk merekrut pasien kedua dengan kelumpuhan tubuh bagian bawah untuk menerima implan otak, untuk melihat apakah sistem yang sama akan bekerja pada orang lain.

Marco Baptista, kepala ilmiah Reeve Foundation, setuju bahwa teknologi tersebut perlu diuji pada lebih banyak orang.

“Itu perlu diperluas dan diselidiki pada individu lain yang memiliki jenis cedera berbeda,” kata Baptista.

Pada saat yang sama, Baptista mencatat bahwa upaya tersebut mewakili penelitian “generasi berikutnya” untuk memulihkan gerakan melalui stimulasi tulang belakang.

“Mereka bergerak lebih dan lebih ke arah membuat seluruh proses lebih alami, di mana Anda telah berpikir dan mengendalikan rangsangan,” kata Baptista.

Para peneliti juga memulai uji klinis lain yang akan membantu orang dengan kelumpuhan tubuh bagian atas.

“Kami memang sedang menyelidiki bagaimana kami dapat menggunakan prinsip yang sama untuk mengembalikan fungsi anggota tubuh bagian atas dengan menargetkan sumsum tulang belakang leher dengan teknologi serupa,” kata Lorach. “Kami dapat memecahkan kode apa niat untuk menggerakkan lengan dan tangan serta merangsang denyut motorik yang akan memicu aktivitas ini.”

Mereka juga ingin lebih memperkecil teknologinya, sehingga akan lebih mudah bagi orang untuk berpartisipasi dalam aktivitas sehari-hari tanpa harus memakai topi atau membawa peralatan, kata Courtine.

“Kami bahkan dapat menerapkannya pada patologi lain seperti stroke, di mana Anda juga dapat merekam aktivitas kortikal dan menghubungkannya dengan stimulasi sumsum tulang belakang untuk menggerakkan anggota tubuh,” kata rekan peneliti Dr. Jocelyne Bloch, seorang ahli bedah saraf di Rumah Sakit Universitas Lausanne. “Anda akan berpikir bahwa ada banyak aplikasi berbeda dari novel ini, terapi perintis.”

Informasi lebih lanjut

University of California, San Diego, memiliki lebih banyak tentang cedera tulang belakang dan kelumpuhan.

SUMBER: Gert-Jan Oskam, 40, Belanda; Gregoire Courtine, PhD, ahli saraf dan profesor, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Prancis; Henri Lorach, PhD, profesor, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Perancis; Marco Baptista, PhD, kepala ilmiah, Reeve Foundation, Short Hills, NJ; Jocelyne Bloch, MD, ahli bedah saraf, Rumah Sakit Universitas Lausanne, Prancis; Alam, 24 Mei 2023

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *