Ett experimentellt system har hjälpt en patient att återfå begränsad kontroll och känsel efter en allvarlig skada. Resultaten ger en tidig inblick i hur skadade nervbanor kan kringgås.
Keith Thomas kan nu äta själv och lyfta en kopp för att dricka efter flera år utan att ha kunnat lyfta armarna från sin rullstol, enligt The Guardian.
Thomas, som är bosatt i New York, blev förlamad från bröstet och nedåt efter att ha brutit nacken i en simolycka i juli 2020. Skadan begränsade också kraftigt hans förmåga att använda armarna och händerna.
Thomas deltog senare i en klinisk studie vid Feinstein Institutes for Medical Research. Forskare opererade in elektroder i delar av hans hjärna som är kopplade till rörelse och känsel och skapade därmed det som forskargruppen kallade en dubbel neural förbikoppling.
När Thomas tänker på att röra sig identifierar den implanterade utrustningen motsvarande hjärnaktivitet. Signalerna leds förbi den skadade delen av ryggmärgen, och elektrisk stimulering får musklerna i hans armar och händer att reagera.
Den omvända signalvägen är minst lika viktig. Sensorer på handen, fingrarna och tummen registrerar tryck när han rör vid ett föremål och utlöser därefter stimulering i hjärnans sensoriska områden.
Genom denna information får Thomas en bättre uppfattning om huruvida han har fått kontakt med ett föremål och hur hårt han håller i det. Utan återkoppling är det svårare att reglera greppstyrkan, särskilt när föremålet är lätt eller ömtåligt.
Träning gav praktiska förbättringar
Artikeln i Nature Medicine rapporterade att Thomas tränade med systemet i 35 veckor. Styrkan i hans högra arm ökade med 86 procent, medan styrkan i den vänstra armen ökade med 62 procent.
Med hjälp av implantatet och långvarig rehabilitering lärde han sig att föra händerna mot ansiktet, äta utan assistans och lyfta en kopp. The Guardian rapporterade också att han kunde hantera ömtåliga föremål under kontrollerade tester.
Forskarna riktade senare sin uppmärksamhet mot ett område på hans högra handled som hade varit känsellöst sedan olyckan. De registrerade hans hjärnaktivitet medan han föreställde sig att han blev berörd och använde dessa mönster vid samordnad stimulering av hjärnan, huden och ryggmärgen.
Metoden, som kallas kortikal spegling, användes i 25 veckor. Studien rapporterade att känseln återvände i en del av det tidigare okänsliga området.
– Vid en nyligen genomförd uppföljning konstaterades att dessa förbättringar fortfarande fanns kvar efter mer än två år, sade professor Chad Bouton, som ledde forskningen. – Det här är otroligt uppmuntrande.
– För mig är detta ett fantastiskt ögonblick, sade Bouton.
Att vissa förbättringar kvarstod även när utrustningen var avstängd väckte möjligheten att den upprepade behandlingen hade förändrat hur delar av Thomas nervsystem kommunicerade. Studien fastställer dock inte hur omfattande denna förändring var eller om samma effekt skulle uppstå hos andra patienter.
Experimentet omfattade endast en person. Framtida studier måste visa om resultaten kan reproduceras hos personer med olika typer av ryggmärgsskador. Forskarna behöver också fastställa om patienter kan använda tekniken på ett säkert och tillförlitligt sätt utanför en noggrant övervakad klinisk miljö.
Källor: The Guardian; Nature Medicine