Det lyder nærmest som noget fra en science-fiction film.
Små elektroder indopereret på rygraden har gjort en komplet lammet mand i stand til at gå igen.
»Studiet demonstrerer, at denne teknologi kan skabe den intentionelle kontrol, som gør det muligt for patienten at stå og tage selvstændige skridt,« siger Kendall H. Lee i en telefonisk pressekonference, som Videnskab.dk har lyttet til.
Han er professor i fysiologi og neurokirugi ved Mayo Clinic i Minnesota, USA, og en af de ledende forskere bag studiet, hvis resultater netop er publiceret i det videnskabelige tidsskrift Nature Medicine.
I videoen herunder kan du se, hvordan patienten blev bedre og bedre til at gå selv, i løbet af de 43 uger forsøget varede.
Fra komplet lammelse til selvstændige skridt
Patienten havde i en snescooter-ulykke fået en alvorlig skade på rygmarven, som kappede de nervebaner, der løber fra hjernen og ud i kroppen, blandt andet til musklerne i benene.
Det betyder, at selvom hjernen forsøgte at give benene besked om at gå, nåede beskeden aldrig frem. Den strandede der, hvor nervebanerne var beskadigede, og det har gjort patienten lam fra livet og ned.
Men med intensiv genoptræning, en rollator, en træner, der hjalp med balancen, og elektroder på rygmarven har manden nu taget sine første skridt selv.
Elektroderne blev indopereret lige under skaden på rygmarven hos patienten, forklarer Mads Jochumsen, der er adjunkt ved Institut for Medicin og Sundhedsteknologi ved Aalborg Universitet. Han har læst det nye studie og er imponeret. Til dagligt forsker han i hjernens signaler til kroppen.
»Elektroderne stimulerer musklerne i benene. Normalt kommer stimulationen oppe fra hjernen og ned til musklerne, men da skaden har ødelagt denne forbindelse, bliver elektroderne sat ind under skaden og kan sende signal ned til benmusklerne,« forklarer han.
De elektriske stimuli aktiverer musklerne i benene, og det gør det muligt for patienten at prøve at styre sine ben igen.
En kombination af træning og elektroder
Men elektroderne kan ikke klare hele arbejdet selv.
En stor del af forsøget består også af genoptræning, både før og efter elektroden blev indopereret.
Patienten må også selv gøre et stort stykke arbejde for igen at finde ud af, hvordan man giver kroppen besked om at gøre en bestemt bevægelse.
»Patienten havde været lam i tre år, før forsøget begyndte. Derfor var han igennem et intensivt træningsforløb i 22 uger med fysioterapi, før han overhovedet var klar til at få indopereret elektroderne,« fortæller Andrew James Thomas Stevenson.
Han er adjunkt på Institut for Medicin og Sundhedsteknologi på Aalborg Universitet og forsker i gang og koordinering af muskler.
Resultatet bygger kun på en patient, men er »fantastisk«
Træningen bestod blandt andet i, at patienten i starten blev løftet op i seler, så han kunne få bevæget benene. Efter elektroden blev indopereret, ændrede træningen karakter, efterhånden som manden kunne mere og mere selv.
»Det fede er, at patienten træner på både løbebånd og med rollator. Et løbebånd er ikke så virkelighedsnært som en normal overflade, men til gengæld kan patienten støtte armene på både løbebåndet og rollatoren og på den måde finde den rette positur at stå og gå i,« siger han.
På den måde udviklede træningen sig, så patienten fik mindre og mindre hjælp, jo stærkere og bedre han blev til både at stå og gå.
»Det er nogle spændende resultater, de præsenterer. Det bygger selvfølgelig kun på en enkelt patient, men de viser, at det potentielt er muligt for patienten at gå igen. Det er fantastisk,« siger Andrew James Thomas Stevenson.
\ Lamme aber går igen
For to år siden skrev vi en artikel om aber med lammelser, der også fik indopereret en elektrode og efterfølgende kunne gå.
Selvom det nye studie ligger i forlængelse af abestudiet, er der dog lidt forskel.
For dengang fik aben indopereret en elektrode i hjernen, og i det nye studie sidder den på patientens rygmarv.
En skade på rygmarven kan sidde forskellige steder på rygraden – lige fra nakken til lænden.
Sådan virker elektroderne
Næste gang, du tager et skridt, så prøv at forestille dig, at du skal holde øje med samtlige muskelgrupper i benene og fortælle dem præcist, hvornår de skal gøre hvad.
Det kan virke absurd, men ikke desto mindre er det den virkelighed, som patienten i det nye studie lever med.
Normalt aktiveres vores forskellige muskelgrupper i benene på forskellige tidspunkter undervejs i løbet af et skridt. Det sørger beskeder fra hjernen for.
Men elektroderne, som patienten i dette studie har fået indopereret, kan ikke sende så præcise stimulanser til nerverne rundt om musklerne.
»Elektroderne stimulerer et større område og giver styrke til alle musklerne på samme tid, så patienten skal selv tænke sig til, hvilken muskelgruppe der skal aktiveres hvornår,« forklarer Mads Jochumsen.
Det kræver derfor en del omtanke fra patienten, eksempelvis at huske på skinnebensmusklerne, mens lårmusklen løfter, så foden ikke slæber.
Læs mere om, hvordan elektroderne virker, i boksen under artiklen.
Derfor har patienten stadig brug for støtte, når han går
Det kan måske lyde en anelse modsætningsfyldt, at forskerne på den ene side konkluderer, at patienten har taget selvstændige skridt, alt imens han var bakket op af både rollator og en træner, som hjalp ham med at holde balancen.
Men det er der en god forklaring på, fortæller Mads Jochumsen.
»Muskler mister styrke, når de ikke bliver brugt. Ligesom hvis man brækker et ben og har gips på længe, så er der ikke meget muskelmasse tilbage, når man endelig skal til at gå igen. Patienten i studiet har været lam i næsten tre år, så hans ben kan slet ikke bære ham endnu,« forklarer Mads Jochumsen.
Derfor er det nødvendigt, at patienten har nogen og noget at støtte sig til, når han tager de første skridt. Muskelmasse kommer ikke tilbage på et øjeblik.
Elektroderne kører på batteri, og dette er også opereret ind i kroppen, men et lidt andet sted.
»Elektroderne får strøm fra et batteri, som er blevet lagt ind i patientens bughule, som er et hulrum mellem brystkasse og bækken. Så det hele ligger inde i kroppen,« siger Mads Jochumsen.
\ Lignende studie får flere patienter på benene
- Et andet hold forskere har netop udgivet et næsten identisk studie i The New England Journal of Medicine.
- Forsøget er det samme, men dette studie inddrager fire patienter.
- To af patienterne havde en grad af følelse tilbage i benene. Den ene kunne gå med gangstativ efter 81 træningssessioner over 15 uger, den anden kunne gå 90 meter uden pause efter 278 træningssessioner over 85 uger.
- De to andre patienter havde slet ingen følelse tilbage. Den ene blev i stand til at tage en form for skridt på løbebånd med støtte. Den anden fik et spontant hoftebrud efter en uges træning, og er først begyndt at træne igen et år efter.
Kilde: The Guardian
Pas på med generaliseringerne
Det hele lyder jo fantastisk, og måske du tænker: Vi skal da give alle patienter med lammelser de her elektroder!
Men ro på. For det nye studie bygger på ét forsøg, der har varet 43 uger og fokuseret på 1 enkelt patient.
Det gør ikke studiet mindre troværdigt eller resultaterne mindre rigtige, men det betyder, at der er en række forbehold man må huske.
Varigheden af lammelsen og dermed mængden af muskelmasse er en af de ting, man skal være opmærksom på. Der er stor forskel på graden af lammelser hos patienter, og hvor længe det har stået på, påpeger Mads Jochumsen.
»Patienten i dette studie har deltaget i andre studier før og dermed i en del træning. Hvis man i stedet havde en patient, der ikke havde trænet så meget, havde man måske ikke set så store fremskridt,« siger han og fortsætter:
»Omvendt kan man sige, at hvis han havde fået skaden for nylig, havde hans muskler muligvis været stærkere, og effekten af forsøget større. Det er ikke sikkert, at det, man har set med denne patient, er overførbart til andre.«
\ Sådan kunne forsøgets resultater udbredes
Andres James Thomas Stevenson og Mads Jochumsen har et godt bud på, hvordan et mere grundigt studie kunne afklare nogle af de ukendte faktorer, som betyder, at de nye resultater ikke kan udbredes til alle patienter med lammelser.
»Man kunne eksempelvis undersøge 50 patienter, som kun gik til genoptræning, 50 som kun fik elektroder og 50 patienter, hvor de to ting blev kombineret. Så kunne man sammenligne grupperne og få et mere præcist billede af, hvor effektive de her elektroder er,» siger Mads Jochumsen.
Han anerkender dog, at det nye casestudie havde et helt hold forskere på én enkelt patient, og et studie i denne størrelsesorden ville kræve rigtig mange ressourcer.
Der skal mere forskning til
De forbehold, som forskerne fra Aalborg gør opmærksom på, er ikke fremmed for forskerne bag studiet.
I en pressemeddelelse skriver Nature Medicine, at forskerne bag det nye studie selv påpeger behovet for mere forskning på området.
»Forfatterne konkluderer, at der er behov for yderligere forskning for at undersøge, hvordan genoptræningen spiller sammen med den elektriske stimulation i forhold til genoprettelsen af de tabte motoriske funktioner og for at bekræfte, om denne tilgang kan lykkes hos patienter med forskellige typer eller varighed af skade,« skriver de.
\ Læs mere
\ Forskerne forfinede elektronikken undervejs
Elektroderne, som patienten fik indbygget, består blandt andet af katoder, som kan sende strømmen ud til de nerver, der kan aktivere benmusklerne, og af anoder, som samler strømmen fra kroppen igen.
Patienten fik indopereret 16 elektroder, og i starten af forsøget var kun 3 katoder og 1 anode aktiveret.
Undervejs aktiverede forskerne flere elektroder og forfinede signalerne ud til benene. I slutningen blev der brugt 3 katoder og 3 anoder i forskellige kombinationer.
»Man kan aktivere de her komponenter i forskellige mønstre, og så har forskerne arbejdet med at finde de kombinationer, som gjorde det nemmest for patienten at kunne stå og tage skridt,« siger Andrew James Thomas Stevenson og tilføjer:
»Men patienten skal stadig selv tænke sig til bevægelsen. Elektroderne giver evnen til at gøre det selv.«
Der var dog aldrig mere end fire aktive elektroder ad gangen. Det fremgår af figuren ovenfor. Elektroderne kan tændes og slukkes, så den ikke sender signaler til musklerne, når patienten ikke har brug for det.
Både patienten og forskerne havde hver en form for 'fjernbetjening' til elektroderne, men patientens var lidt mere simpel end forskernes.
\ Både elektroder og operation indebærer store ricisi
Det at indoperere elektroder i kroppen, navnligt i rygmarven, er ikke bare noget, man lige gør, selvom det hurtigt kommer til at lyde som en simpel sag.
»Når man indopererer noget i kroppen, forsøger den at skille sig af med det igen. Det skaber en form for kapsel af arvæv rundt om elektroden, så hvis den skal ligge i kroppen i flere år, må man finde noget materiale til elektroden, som kroppen ikke udskiller,« påpeger Mads Jochumsen.
Læs også: Implantater i mennesker invaderes af mikroorganismer
En udbredelse af denne type behandling for lammelser kræver derfor en udvikling af selve den elektroderne, som skal indopereres.
Det er en stor operation, og også elektrodernes batteri skal forbedres.
»Elektrodernes batteri indopereres i bughulen i maven, så man skal operere to steder på kroppen. Og hvis batteriet pludselig løber tør eller begynder at producere for meget strøm til elektroden, kan det være farligt for patienten,« siger Mads Jochumsen.
