ringkasan: Terapi stimulasi saraf telah menunjukkan hasil yang menjanjikan dalam mengobati cedera tulang belakang pada model hewan. Para peneliti berharap pengobatan tersebut dapat digunakan pada manusia dengan SCI untuk membantu memulihkan gerakan pada anggota tubuh.

Sumber: Universitas Columbia

Pada tahun 1999, ketika Jason Karmel, MD, adalah mahasiswa tingkat dua di Fakultas Kedokteran Universitas Columbia, saudara kembarnya menderita cedera tulang belakang, melumpuhkannya dari dada ke bawah dan membatasi penggunaan tangannya.

Hidup Jason Karmel juga berubah hari itu. Cedera saudara laki-lakinya akhirnya membuat Carmel menjadi ahli saraf dan ahli saraf, dengan tujuan mengembangkan terapi baru untuk memulihkan gerakan orang lumpuh.

Sekarang, terapi stimulasi saraf yang dikembangkan oleh Carmel di Columbia menunjukkan harapan dalam penelitian pada hewan dan pada akhirnya memungkinkan orang dengan cedera tulang belakang untuk mendapatkan kembali fungsi lengan mereka.

“Teknik stimulasi menargetkan koneksi sistem saraf yang selamat dari cedera, memungkinkannya mengambil alih beberapa fungsi yang hilang,” kata Karmel, MD, ahli saraf di Universitas Columbia dan Presbyterian New York.

Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa studi terkenal tentang stimulasi listrik pada sumsum tulang belakang telah memungkinkan sejumlah kecil orang yang lumpuh total untuk mulai berdiri dan melangkah lagi.

Pendekatan Karmel berbeda karena menargetkan lengan dan tangan dan karena menggabungkan stimulasi otak dan sumsum tulang belakang, dengan stimulasi listrik otak diikuti dengan stimulasi sumsum tulang belakang.

“Ketika dua sinyal bertemu di tingkat sumsum tulang belakang, dalam waktu sekitar 10 milidetik satu sama lain, kita mendapatkan efek yang lebih kuat,” katanya, dan kombinasi itu tampaknya memungkinkan koneksi yang tersisa di sumsum tulang belakang mengambil alih. “

Dalam studi terbarunya, Carmel menguji tekniknya – disebut plastisitas asosiatif sumsum tulang belakang (SCAP) – pada tikus dengan cedera tulang belakang sedang. Sepuluh hari setelah infeksi, tikus diacak untuk menerima SCAP selama 30 menit selama 10 hari atau stimulasi palsu. Pada akhir periode penelitian, tikus yang menerima SCAP yang menargetkan lengan mereka secara signifikan lebih baik dalam menangani makanan, dibandingkan dengan kelompok kontrol, dan memiliki refleks yang mendekati normal.

“Peningkatan fungsi dan fisiologi terus berlanjut selama periode pengukuran, hingga 50 hari,” kata Karmel.

Hasilnya baru-baru ini dipublikasikan di jurnal otak, disarankan bahwa SCAP menyebabkan sinapsis (hubungan antar neuron) atau neuron itu sendiri mengalami perubahan permanen. “Isyarat ganda pada dasarnya meniru integrasi sensorik-motor alami yang harus bersatu untuk melakukan gerakan terampil,” kata Karmel.

Dari tikus hingga manusia

Jika teknik yang sama bekerja pada orang dengan cedera tulang belakang, pasien bisa mendapatkan kembali sesuatu yang hilang dari cedera: kemandirian. Banyak penelitian tentang stimulasi sumsum tulang belakang berfokus pada berjalan, tetapi “jika Anda bertanya kepada orang-orang dengan cedera tulang belakang leher, yang merupakan mayoritas, gerakan apa yang ingin mereka kembalikan, mereka akan mengatakan fungsi tangan dan lengan,” kata Karmel.

“Fungsi tangan dan lengan memungkinkan orang menjadi lebih mandiri, seperti berpindah dari tempat tidur ke kursi roda atau berpakaian dan makan sendiri.”

Karmel sekarang menguji SCAP pada pasien cedera tulang belakang di Columbia, Cornell dan Sistem Perawatan Kesehatan VA Bronx dalam uji klinis yang disponsori oleh National Institute of Neurological Disorders and Stroke.

Stimulasi akan dilakukan baik selama operasi yang terindikasi secara klinis atau non-invasif, menggunakan stimulasi magnetik pada otak dan stimulasi kulit di bagian depan dan belakang leher. Kedua metode tersebut secara rutin dilakukan dalam pengaturan klinis dan diketahui aman.

Dalam eksperimen tersebut, para peneliti berharap dapat mempelajari lebih lanjut tentang cara kerja SCAP dan bagaimana pengaturan waktu dan kekuatan sinyal memengaruhi respons motorik di jari dan tangan. Ini akan meletakkan dasar untuk uji coba di masa depan untuk menguji kemampuan teknik untuk meningkatkan fungsi tangan dan lengan secara bermakna.

Melihat lebih jauh, para peneliti percaya pendekatan ini dapat digunakan untuk meningkatkan gerakan dan sensasi pada pasien dengan kelumpuhan tubuh bagian bawah.

Sementara itu, kembaran Jason Carmel sedang bekerja, menikah, dan membesarkan saudara kembarnya sendiri. “Hidupnya sudah lengkap, tapi saya harap kami dapat mengembalikan lebih banyak fungsi kepadanya dan orang lain dengan cedera serupa,” kata Karmel.

Tentang penelitian ini tentang berita cedera tulang belakang

pengarang: kantor pers
Sumber: Universitas Columbia
Kontak: Kantor Pers – Universitas Columbia
gambar: Gambar berada di domain publik

Lihat juga

Pencarian asli: Akses tertutup.
“Plastisitas asosiatif sumsum tulang belakang meningkatkan fungsi sensorik kaki depan setelah cedera serviksDitulis oleh Ajay Pal dkk. otak

Ringkasan

Plastisitas asosiatif sumsum tulang belakang meningkatkan fungsi sensorik kaki depan setelah cedera serviks

Plastisitas asosiatif terjadi ketika dua rangsangan bertemu pada target saraf yang sama. Upaya sebelumnya untuk meningkatkan plastisitas asosiatif telah menargetkan korteks serebral dengan efek modulasi dan perantara. Selain itu, sirkuit target disimpulkan daripada diuji secara langsung. Sebaliknya, kami berusaha menargetkan konvergensi yang kuat antara sistem motorik dan sensorik di sumsum tulang belakang.

Kami mengembangkan plastisitas asosiatif dari sumsum tulang belakang, penggabungan korteks motorik yang tepat waktu dan stimulasi sumsum tulang belakang dorsal, untuk menargetkan interaksi ini. Kami menguji hipotesis bahwa stimulasi berpasangan dengan waktu yang tepat akan memperkuat koneksi sensorimotor di sumsum tulang belakang dan meningkatkan pemulihan setelah cedera tulang belakang. Kami menguji efek fisiologis dari stimulasi ganda, jalur yang memediasinya, dan fungsinya dalam eksperimen praklinis.

Stimulasi sumsum tulang belakang subthreshold yang dengan kuat meningkatkan korteks motorik memunculkan potensi otot pada saat penggandengannya, tetapi hanya ketika mereka secara serempak mencapai sumsum tulang belakang. Efek stimulus berpasangan ini bergantung pada motor kortikal dan saraf tulang belakang proprioseptif; Inaktivasi selektif dari salah satu jalur ini sepenuhnya menghilangkan efek stimulasi berpasangan. Plastisitas asosiatif sumsum tulang belakang, pemasangan berulang jalur ini selama 5 atau 30 menit pada tikus yang terjaga meningkatkan rangsangan tulang belakang selama berjam-jam setelah pemasangan berakhir.

Untuk menerapkan plastisitas asosiatif sumsum tulang belakang sebagai pengobatan, kami mengoptimalkan parameter untuk meningkatkan efek yang kuat dan tahan lama. Efek ini sama kuatnya pada tikus dengan cedera tulang belakang servikal seperti pada tikus yang tidak terluka, menunjukkan bahwa koneksi yang diselamatkan setelah cedera tulang belakang sedang cukup untuk mendukung plastisitas. Dalam percobaan buta, tikus menerima cedera tulang belakang C4 sedang. Sepuluh hari setelah cedera, mereka secara acak diberi plastisitas asosiatif sumsum tulang belakang selama 30 menit setiap hari selama 10 hari atau stimulasi plasebo.

Tikus dengan plastisitas asosiatif sumsum tulang belakang secara signifikan meningkatkan fungsi pada ukuran hasil primer, tes ketangkasan saat memanipulasi makanan, 50 hari setelah cedera tulang belakang. Selain itu, tikus dengan plastisitas asosiatif sumsum tulang belakang secara konsisten memiliki respons yang lebih kuat terhadap stimulasi kortikal dan tulang belakang daripada tikus stimulasi palsu, yang menunjukkan lokus plastisitas di tulang belakang.

Setelah plastisitas asosiatif dari sumsum tulang belakang, tikus hampir menormalkan modulasi H-refleks. Kelompok-kelompok tersebut tidak memiliki perbedaan dalam skala meringis tikus, yang merupakan ukuran rasa sakit.

Kami menyimpulkan bahwa plastisitas asosiatif sumsum tulang belakang memperkuat koneksi sensorik di dalam sumsum tulang belakang, menghasilkan pemulihan parsial modulasi refleks dan fungsi kaki depan setelah cedera tulang belakang moderat. Karena stimulasi korteks motorik dan sumsum tulang belakang secara rutin dilakukan pada manusia, pendekatan ini dapat dicoba pada orang dengan cedera tulang belakang atau gangguan lain yang merusak koneksi sensorimotor dan merusak ketangkasan.