Bisakah stimulasi otak dan saraf memulihkan gerakan?

Kredit: Domain Publik Pixabay/CC0

Pada tahun 1999, ketika Jason Carmel, MD, Ph.D., adalah seorang mahasiswa kedokteran tahun kedua di Columbia, saudara kembar identiknya menderita cedera tulang belakang, melumpuhkannya dari dada ke bawah dan membatasi penggunaan tangannya.

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

Sekarang, terapi stimulasi saraf yang dikembangkan 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 terhindar dari cedera,” kata Carmel, seorang ahli saraf di Universitas Columbia dan NewYork-Presbyterian, “memungkinkan mereka untuk mengambil alih beberapa fungsi yang hilang.”

Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa studi profil tinggi tentang stimulasi listrik sumsum tulang belakang telah memungkinkan beberapa orang dengan kelumpuhan yang tidak lengkap untuk mulai berdiri dan mengambil langkah lagi.

Pendekatan Carmel berbeda karena menargetkan lengan dan tangan dan karena memasangkan 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 terkuat,” katanya, “dan kombinasi tersebut tampaknya memungkinkan koneksi yang tersisa di sumsum tulang belakang mengambil kendali. ”

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

Kredit: Pusat Medis Irving Universitas Columbia

“Perbaikan dalam fungsi dan fisiologi bertahan selama diukur, hingga 50 hari,” kata Carmel.

Temuan yang diterbitkan baru-baru ini di jurnal Brain, menunjukkan bahwa SCAP menyebabkan sinapsis (koneksi antar neuron) atau neuron itu sendiri mengalami perubahan yang bertahan lama. “Sinyal berpasangan pada dasarnya meniru integrasi sensorik-motor normal yang perlu disatukan untuk melakukan gerakan terampil,” kata Carmel.

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 studi stimulasi sumsum tulang belakang fokus pada berjalan, tetapi “jika Anda bertanya kepada orang-orang dengan cedera tulang belakang leher, yang merupakan mayoritas, gerakan apa yang ingin mereka dapatkan kembali, mereka mengatakan fungsi tangan dan lengan,” kata Carmel. “Fungsi tangan dan lengan memungkinkan orang menjadi lebih mandiri, seperti berpindah dari tempat tidur ke kursi roda atau berpakaian dan makan sendiri.”

Carmel sekarang menguji SCAP pada pasien cedera tulang belakang di Columbia, Cornell, dan VA Bronx Healthcare System dalam uji klinis yang disponsori oleh National Institute of Neurological Disorders and Stroke. Stimulasi akan dilakukan selama operasi yang terindikasi secara klinis atau non-invasif, menggunakan stimulasi magnetik otak dan stimulasi kulit di bagian depan dan belakang leher. Kedua teknik tersebut secara rutin dilakukan dalam pengaturan klinis dan diketahui aman.

Dalam uji coba 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 ke depan, para peneliti berpikir bahwa pendekatan tersebut dapat digunakan untuk meningkatkan gerakan dan sensasi pada pasien dengan kelumpuhan tubuh bagian bawah.

Sementara itu, saudara kembar Jason Carmel bekerja, menikah, dan membesarkan anak kembarnya sendiri. “Dia memiliki kehidupan yang utuh, tapi saya berharap kita bisa mendapatkan lebih banyak fungsi untuknya dan orang lain dengan cedera serupa,” kata Carmel.

Informasi lebih lanjut: Ajay Pal et al, Plastisitas asosiatif sumsum tulang belakang meningkatkan fungsi sensorimotor kaki depan setelah cedera serviks, Otak (2022). DOI: 10.1093/brain/awac235

Informasi jurnal: Otak Disediakan oleh Columbia University Irving Medical Center

Kutipan: Cedera tulang belakang: Bisakah stimulasi otak dan saraf mengembalikan gerakan? (2023, 20 Januari) diambil 21 Januari 2023 dari https://medicalxpress.com/news/2023-01-spinal-cord-injury-brain-nerve.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.