Hjernestyret rygmarvsstimulering hos patienter med rygmarvsskade (STIMO-BSI)

I en aktuel første-i-menneske undersøgelse, kaldet Stimulation Movement Overground (STIMO, NCT02936453), anvendes Epidural Electrical Stimulation (EES) af rygmarven for at give personer med kronisk svær rygmarvsskade (SCI) mulighed for at gennemføre intensiv lokomotorisk neurorehabiliteringstræning . I denne kliniske gennemførlighedsundersøgelse blev det påvist, at EES resulterer i en øjeblikkelig forbedring af gangfunktionen, og at når den anvendes gentagne gange som en del af et neurorehabiliteringsprogram, kan EES forbedre benmotorik og udløse neurologisk restitution hos personer med svær SCI til en vis omfang (Wagner et al. 2018).

Prækliniske undersøgelser viste, at kobling af hjerneaktivitet til begyndelse og modulering af rygmarvsstimuleringsprotokoller ikke kun forbedrer brugbarheden af ​​stimulationen, men øger også neurologisk restitution. Faktisk lærte rotter hurtigt at modulere deres kortikale aktivitet for at justere amplituden af ​​rygmarvsstimuleringsprotokoller. Denne hjerne-rygsøjle-grænseflade tillod dem at øge amplituden af ​​bevægelsen af ​​deres ellers lammede ben for at klatre op ad en trappe (Bonizzato et al. 2018). Desuden øgede gangrehabilitering muliggjort af denne hjerne-ryggrænseflade (BSI) plasticitet og neurologisk genopretning. Når EES var korreleret med cortical neuron aktivitet under træning, viste rotter bedre restitution, end når træning kun blev understøttet af kontinuerlig stimulation (Bonizzato et al. 2018). Dette koncept med hjerneryggrænseflade blev valideret hos ikke-menneskelige primater (Capogrosso et al. 2016).

Clinatec (Grenoble, Frankrig) har udviklet en fuldt implanterbar elektrokortikogram (ECoG) optageenhed med en 64-kanals epidural elektrode array, der er i stand til at optage elektriske signaler fra den motoriske cortex i en længere periode og med et højt signal/støjforhold signaler fra den motoriske cortex. Dette ECoG-baserede system gjorde det muligt for tetraplegiske patienter at kontrollere et eksoskelet (ClinicalTrials.gov, NCT02550522) med op til 8 frihedsgrader til kontrol af de øvre lemmer (Benabid et al. 2019). Denne enhed er blevet implanteret i 2 personer indtil videre; en af ​​dem har brugt dette system både på hospitalet og derhjemme i mere end 3 år.

Vi antager, at ECoG-kontrolleret EES hos personer med SCI vil etablere en direkte bro mellem patientens motoriske intention og rygmarven under læsionen, hvilket ikke kun vil forbedre eller genoprette frivillig kontrol af benbevægelser, men også vil øge neuroplasticitet og neurologisk restitution når det kombineres med neurorehabilitering.