טיפול נסיוני בשווייץ איפשר לשלושה נפגעי חוט שדרה שנותרו משותקים לשוב ללכת בכוחות עצמם, בזכות התקן המעביר לגפיים את האותות החשמליים מהמוח

פגיעת חוט שדרה מובילה לליקויים חמורים בתנועה ולעיתים אף לשיתוק הגפיים התחתונים (פרפלגיה). כעת, טכנולוגיה חדשה שנקראת STIMO (קיצור של STImulation Movement Overground – בעברית: עידוד תנועה על פני הקרקע), פרי פיתוח של מעבדה בשוויץ, שמבוססת על עירור חשמלי מדויק של חוט השדרה לפרק זמן קצוב, מאפשרת לנפגעים, לאחר אימון של כמה חודשים, ללכת מחדש מבלי להזדקק עוד לעירור החשמלי – כאילו לא היו משותקים מעולם.

עירור אפידורלי - גירוי חשמלי של חוט השדרה במטרה להפעיל שרירים משותקים עקב פגיעה בחוט השדרה – הוא שיטה לטיפול בשיתוק שרווחת מזה כשלושה עשורים. עד כה, עירור כזה נעשה באופן לא ממוקד, כלומר, הוא הופעל לאו דווקא באזור של חוט השדרה ששולט על שרירי הגפיים, וחשוב מכך – הוא ניתן באופן רציף ולא באופן שמחקה את דפוס ההפעלה של השרירים על ידי חוט השדרה. שיטה זו הייתה בעלת יעילות מוגבלת מכיוון שלאחר הפסקת העירור, החולים נותרו משותקים. שני מאמרים המתפרסמים כעת בכתב העת Nature ובכתב העת Nature Neuroscience, מראים שאם העירור נעשה באופן ממוקד במרחב ובזמן, הנפגעים יכולים להחזיר לעצמם את יכולת ההליכה גם בהיעדר הגירוי החשמלי.

המחקר הראשון נעשה במעבדתו של גרגואר קורטין (Courtine) מהמכון הפוליטכני הפדרלי של לוזן (EPFL) ובית החולים האוניברסיטאי של לוזן (CHUV), ובהובלתו של פביאן וגנר (Wagner). שלושה אנשים שנפגעו בחוט השדרה ארבע שנים קודם לכן, הצליחו ללכת בכוחות עצמם עם עזרה מינימלית, הן במעבדת המחקר והן מחוץ להן. ההתקן שהושתל בגופם הפעיל את חוט השדרה בדפוסים משתנים, בהתאם לשלבי ההליכה השונים. המשתתפים במחקר יכלו לשלוט בגובה הצעד ובתזמונו, מה שמראה שהמוח שלהם הצליח לעבוד בתיאום עם ההתקן כדי לשחזר צעידה על פני הקרקע.

"המחקרים שלנו מתבססים על הבנה מעמיקה של המנגנונים שעומדים בבסיסה של פעולת ההליכה, שרכשנו במהלך שנים של מחקר בבעלי חיים. כך הצלחנו לחקות בזמן אמת את ההפעלה של חוט השדרה ע"י המוח" אמר קורטין בהודעה לעיתונות. האתגר האמיתי לחולים היה ללמוד לתאם בין "הרצון" של המוח ללכת, לבין העירור החשמלי – אבל זה לא לקח זמן רב. "כל החולים היו מסוגלים ללכת לאחר שבוע בלבד, ובתוך חמישה חודשי אימון, השליטה על שרירים רצוניים השתפרה פלאים" מוסיף קורטין. "מערכת העצבים האנושית הגיבה לטיפול במידה חזקה יותר מכפי שציפיתי". אכן, כל החולים הצליחו להחזיר לעצמם את השליטה על שרירי הרגליים שהיו משותקים קודם לכן, גם ללא הגירוי – וזו עדות לחידוש הקשרים בין המוח וחוט השדרה, שהכרחי לתנועה.

המחקר משיג רמת דיוק חסרת תקדים של עירור חשמלי של חוט השדרה. הנוירוכירוגית מ-CHUV, ג'וסלין בלוך (Bloch), שהשתילה את ההתקן בחולים, אמרה כי "העירור הממוקד לחוט השדרה חייב להיות מדויק כמו שעון שווייצרי. אנו משתילים מערך של אלקטרודות מעל לחוט השדרה, שמעוררות  קבוצות מסוימות של שרירים ברגליים, באופן ממוקד. מערכים שונים כאלה מצליחים לחקות את האותות שהמוח משדר כשהוא מייצר תנועת הליכה".

העירור הממוקד חייב להיות מדויק כמו שעון שוויצרי. חדר הניסויים של השיטה החדשה | צילום: EPFL
העירור הממוקד חייב להיות מדויק כמו שעון שוויצרי. חדר הניסויים של השיטה החדשה | צילום: EPFL

אותות מתנגשים

תנאי הכרחי ליכולת ללכת הוא שהמוח וחוט השדרה יקבלו תחושה מהגפיים התחתונים. המחקר השני, שנעשה גם הוא במעבדתו של קורטין ובהובלת עמנואל פורמנטו (Formento) גילה, באמצעות שילוב של מודלים מתמטיים ומחקרים ניסויים, שעירור אפידורלי רציף, כמו זה שנעשה במחקרים קודמים -  משבש את תחושת הגוף לגבי מיקומן המרחבי של הרגליים, משום שהדחפים של העירור האפידורלי "מתנגשים" עם האותות התחושתיים שבאים מהרגליים וכך מפחיתים או אף מעלימים לחלוטין את תחושת המיקום המרחבי של האדם ההולך, שחיונית לקיומה של תנועה מתואמת.

המחקר מצא שה"הפרעה" הזו מתרחשת בבני אדם אך לא בבעלי חיים קטנים יותר כמו מכרסמים - ככל הנראה בגלל מרחק ההולכה הגדול יותר בבני אדם לעומת מכרסמים. עירור חשמלי בדפוס מסוים, שאינו מפריע לאותות התחושתיים, פותר את הבעיה. כדי לאפשר למטופלים לשלוט על דפוס העירור, החוקרים פיתחו יישומון במחשב לוח (טאבלט) שמכבה או מפעיל את העירור בהתאם להוראות קוליות שהמטופלים משמיעים לשעון יד שהם עונדים.

לעזור למוח לעזור לעצמו

הליך השיקום החדש שמבוסס על הטכנולוגיה החדשה, משפר את התפקוד העצבי של החולים בכך שהוא מאפשר להם לתרגל באופן פעיל יכולות הליכה על הקרקע למשך תקופות ארוכות במעבדה, בניגוד לאימון סביל כמו צעידה בעזרת שלד חיצוני. במהלך השיקום, שלושת החולים היו מסוגלים ללכת ללא תמיכת הידיים, לאורך למעלה מקילומטר אחד. גם לאחר הליכה ממושכת כזו, שרירי הרגליים שלהם לא התעייפו ומכאן שאיכות הצעידה שלהם לא הידרדרה.

נראה שסדרות האימון הארוכות והאינטנסיביות מילאו תפקיד מכריע בהצלחה לחולל גמישות במערכת העצבים – שהיא למעשה היכולת הטבעית לארגן מחדש את סיבי העצבים. בזכות גמישות זו, השתפר התפקוד התנועתי גם בהיעדר העירור החשמלי. "התזמון והמיקום המדויקים של העירור החשמלי ממלאים גם הם תפקיד מכריע ביכולת של החולה לייצר תנועה רצונית ומכוונת. השילוב של שני הגורמים הללו – זמן ומרחב – הוא שמחולל את הצמיחה של קשרים עצביים חדשים, או השחזור של קשרים שנפגעו" אומר קורטין. הדברים מקבלים חיזוק ממחקרים שנעשו בעבר בקופים  ובבני אדם. עם זאת, המחקר לא עקב אחרי החולים לפרק זמן ארוך מספיק כדי לדעת אם הם יכולים להמשיך וללכת ללא עזרת המכשיר לנצח, או שנדרשת "תחזוקה" של היכולת הזו מדי פעם באמצעות המכשיר.  

המטופלים הצליחו ללכת תוך שבוע בלבד, אך נדרשו עוד חודשים של אימונים לשכלול היכולת. אחד המטופלים בניסוי | צילום: EPFL
המטופלים הצליחו ללכת תוך שבוע בלבד, אך נדרשו עוד חודשים של אימונים לשכלול היכולת. אחד המטופלים בניסוי | צילום: EPFL

כיוונים עתידיים

כדי שהעירור החשמלי של חוט השדרה יהיה יעיל במידה כזו שאנשים יוכלו להחזיר לעצמם את יכולת ההליכה גם ללא המכשיר, נדרשת תקופת שיקום ממושכת של כמה חודשים שכוללת כמה מאות סדרות טיפולים. מכאן שהטכנולוגיה החדשה לבדה אינה "כדור קסם", אלא כלי עזר שמקדם את ההחלמה מהפגיעה באופן משמעותי. קורטין ובלוך ייסדו חברת הזנק לפיתוח טכנולוגיה שתהפוך את תכנית השיקום לטיפול זמין בבתי חולים ומרפאות.

אחת השאלות שהמחקר לא ענה עליהן היא, מה קורה כאשר הטיפול ניתן זמן קצר לאחר הפגיעה ולא ארבע שנים לאחר מכן. על כך אומר קורטין "מטרתנו היא לבנות טכנולוגיה מדור חדש שתיבדק בשלב מוקדם ביותר לאחר הפגיעה, כשפוטנציאל ההחלמה גבוה והצומת עצב-שריר ששולט על תנועת השרירים טרם התנוון – כפי שקורה במצב של שיתוק כרוני".

המחקרים הנוכחיים מצטרפים למחקר אמריקאי שדיווח על שחזור יכולת ההליכה אצל משותק בן 26, ומעידים על פריצת דרך בתחום. אולם במחקר הקודם נדרשה לחולה כמעט שנה כדי להחזיר לעצמו את יכולת ההליכה, ואילו במחקר הנוכחי הצליחו המטופלים ללכת על רגליהם כבר לאחר שבוע. נראה שהתוצאות המוצלחות אכן קשורות לשימוש בעירור ממוקד ולא רציף, כפי שנעשה במחקר הקודם.

כראיה לכך, כאשר החוקרים משווייץ ניסו במחקר הנוכחי, להשתמש בעירור רציף, כמו במחקר הקודם, השיפור בתפקוד החולים לא היה כה ניכר. עם זאת אי אפשר לשלול הסברים אחרים לשוני בתוצאות, כמו הבדלים בחומרת הפגיעה של החולים. כיוון שכל המחקרים היו קטנים בהיקפם – השתתפו בהם מטופלים אחדים בלבד – יידרשו מחקרים נוספים בהיקף גדול יותר כדי לקבוע איזו גישה היא הטובה ביותר לטיפול בטווח רחב של דרגות חומרה של פגיעת חוט שדרה.

צפו בסרטון של המכון הפוליטכני של לוזאן על הטכנולוגיה החדשה: 

0 תגובות