Hjärnkontrollerad ryggmärgsstimulering hos patienter med ryggmärgsskada (STIMO-BSI)

I en aktuell första-i-människ-studie, kallad Stimulation Movement Overground (STIMO, NCT02936453), tillämpas Epidural Electrical Stimulation (EES) av ryggmärgen för att göra det möjligt för individer med kronisk allvarlig ryggmärgsskada (SCI) att genomföra intensiv träning i rörelseneurorehabilitering . I denna kliniska genomförbarhetsstudie visades det att EES resulterar i en omedelbar förbättring av gångfunktionen och att när den appliceras upprepade gånger som en del av ett neurorehabiliteringsprogram kan EES förbättra benmotorik och utlösa neurologisk återhämtning hos individer med svår SCI till en viss omfattning (Wagner et al. 2018).

Prekliniska studier visade att länkning av hjärnaktivitet till början och modulering av protokoll för ryggmärgsstimulering inte bara förbättrar användbarheten av stimuleringen, utan ökar också neurologisk återhämtning. Faktum är att råttor snabbt lärde sig att modulera sin kortikala aktivitet för att justera amplituden för protokoll för ryggmärgsstimulering. Detta gränssnitt mellan hjärna och ryggrad gjorde det möjligt för dem att öka amplituden för rörelsen av deras annars förlamade ben för att klättra uppför en trappa (Bonizzato et al. 2018). Dessutom har gångrehabilitering möjliggjort av detta hjärn-ryggradsgränssnitt (BSI) ökad plasticitet och neurologisk återhämtning. När EES korrelerades med kortikal neuronaktivitet under träning, visade råttor bättre återhämtning än när träning endast stöddes av kontinuerlig stimulering (Bonizzato et al. 2018). Detta koncept med hjärnryggradsgränssnitt validerades hos icke-mänskliga primater (Capogrosso et al. 2016).

Clinatec (Grenoble, Frankrike) har utvecklat en helt implanterbar elektrokortikogram (ECoG) inspelningsenhet med en 64-kanalig epidural elektroduppsättning som kan registrera elektriska signaler från motorbarken under en längre tidsperiod och med ett högt signal/brusförhållande signaler från den motoriska cortex. Detta ECoG-baserade system gjorde det möjligt för tetraplegiska patienter att kontrollera ett exoskelett (ClinicalTrials.gov, NCT02550522) med upp till 8 frihetsgrader för den övre extremitetskontrollen (Benabid et al. 2019). Denna enhet har hittills implanterats hos 2 individer; en av dem har använt detta system både på sjukhuset och hemma i mer än 3 år.

Vi antar att ECoG-kontrollerad EES hos individer med SCI kommer att skapa en direkt brygga mellan patientens motoriska intention och ryggmärgen under lesionen, vilket inte bara kommer att förbättra eller återställa frivillig kontroll av benrörelser, utan också kommer att öka neuroplasticitet och neurologisk återhämtning i kombination med neurorehabilitering.