Травмы спинного мозга (SCI) вызывают широкий спектр инвалидности с разрушительными нарушениями двигательных, сенсорных и вегетативных функций, которые снижают функциональную способность пациентов выполнять повседневные бытовые и рабочие функции. SCI также приводит к значительному ухудшению качества жизни пациента, его телесного облика. Таким образом, реабилитация SCI должна учитывать физические, эмоциональные, социальные и эмоциональные аспекты жизни пациента, направленные на содействие физической независимости и самостоятельности пациента, а также на содействие его реинтеграции в общество. Эпидемиологические исследования SCI выявляют глобальную заболеваемость, учитывая травматическую или нетравматическую этиологию, ежегодно регистрируется от 250 000 до 500 000 новых случаев. .
Тяжесть клинического нарушения и прогноза выздоровления зависит от уровня SCI, распространенности и механизма повреждения, наличия/отсутствия остаточных волокон спинного мозга и ранее существовавших клинических сопутствующих заболеваний. Наиболее распространенным рейтингом, наблюдаемым через год после первоначального SCI, является AIS A (34%), который включает пациентов с полной неврологической потерей SCI (но не обязательно анатомически полные поражения). Большинство таких случаев AIS A связано с поражениями на уровне грудной клетки (67%).
Исследования показывают значительное количество самопроизвольных улучшений в течение первого года после поражения, а также застой на хронической фазе. Например, через 26 недель после первоначального поражения показатели восстановления двигательной активности у пациентов AIS A снижаются до менее чем 1 балла (по шкале, где полная параплегия равна 0, а нормальная функция - 50). В период между 1 и 5 годами после травмы SCI только около 3,5% пациентов AIS A проходят повышение до AIS B, 1,05% до C и 1,05% до D.
Эти статистические данные показывают, что наиболее часто наблюдаемые случаи хронической параплегической SCI представлены пациентами AIS A, у которых очень мало шансов на самопроизвольное неврологическое восстановление на хронической стадии травмы.
Реабилитационный процесс с пациентами SCI включает в себя как изучение задач при использовании инвалидной коляски, так и различных механизмов компенсации для восстановления утраченных двигательных функций. Использование терапии стволовыми клетками для полного SCI также было исследовано в последние годы, как экспериментально, так и клинически, но, несмотря на некоторые интересные результаты, оно еще не было установлено в качестве стандартного эффективного лечения.
Потенциальные новые методы лечения нейропатической боли, спастичности, мочевого пузыря и функции кишечника также были тщательно изучены.
К ним относятся
- электрическая стимуляция спинного мозга,
- химическая нейромодуляция,
- насосы доставки лекарств с катететерами, вставленными в субарахноидное пространство
- и сакральные стимуляторы .
Несмотря на значительные улучшения в последнее время в методах реабилитации, шансы неврологического восстановления двигательных функций при SCI (AIS A/B) остается низким. Действительно, в то время как ряд нейрореабилитационных протоколов вызвали некоторый уровень неврологического восстановления у пациентов с неполной двигательной активностью SCI (AIS C/D), улучшение двигательной активности SCI в основном наблюдается с помощью компенсационных механизмов.
Только недавно, несколько исследований на крысах и людях показали частичное восстановление двигателя (неврологические и функциональные) в тяжелых случаях SCI, после обучения с инвазивной эпидуральной стимуляции или инвазивной стимуляции тазового нерва. Примечательно, что клиническое улучшение было замечено, когда такая инвазивная стимуляция сочеталась с непосредственным контролем пациента над стимулирующей системой через интерфейс мозг-машина.
Ученые сообщали о значительных уровнях неврологического восстановления у восьми хронических пациентов с хроническим двигателем полного SCI, после 12 месяцев обучения с многоступенчатым, неинвазивным протоколом нейрореабилитации . Названный Walk Again Neuro-Rehabilitation (WA-NR), этот протокол сочетает в себе
- двигательную тренировку,
- двигательную технику,
- мозг-машину (BMI ) с визуально-тактильной обратной связью.
В протоколе WA-NR пациенты SCI учатся использовать свою мозговую активность, записанную с помощью ЭЭГ, для управления движением виртуальных аватаров человека и роботизированных устройств походки. Для закрытия контура управления на кожу предплечий пациентов подаются непрерывные потоки тактильной обратной связи через тактильный дисплей, называемый тактильной рубашкой, синхронно с регулярной визуальной обратной связью.
Ученые наблюдали значительный уровень неврологического восстановления, который включал улучшение ноцицептивной, тактильной и проприоцептивной функций, заметное улучшение множественных висцеральных функций (контроль мочевого пузыря, функции кишечника и половых функций у некоторых пациентов), и значительные успехи в добровольном двигательном контроле нижних конечностей (подтвержденные клинической оценкой, и нейрофизиологических измерений (ЭМГ)).
Анатомический уровень поражения пациентов был выявлен с помощью МРТ-анализа их SCI. В целом, ученые отметили, что наблюдаемые сенсорные и двигательные улучшения произошли в областях тела, иннервированных части спинного мозга ниже первоначального анатомического поражения SC. В результате такого серьезного сенсорного восстановления они выявили сложную реорганизацию восприятия пациентами своего организма. Наконец, они отметили, что это частичное неврологическое восстановление вызвало значительное улучшение как психологических, так и физических аспектов самоотчетов пациентов о качестве их жизни.
К концу обучения все семь пациентов улучшили оценку AIS, представляя, насколько мы можем судить, самую большую когорту хронических пациентов с полной параплегической патологией, о которой сообщается в литературе, чтобы показать последовательное частичное неврологическое восстановление после исключительно неинвазивного подхода к нейрореабилитации.
После ряда эксперементов ученые выявили беспрецедентное частичное неврологическое восстановлении у пациентов с диагнозом хронически полной (AIS A) и моторно полной (AIS В) параплегии после долгосрочной неинвазивной нейрореабилитации. На основании исследования, которое собрало клинические данные от группы из восьми пациентов SCI за 28-месячный период, они обнаружили, что чем дольше пациенты обучались по протоколу, сочетающему в себе BMI, тактильную обратную связь и активную локомоцию, тем больше было сенсорно-моторное и висцеральное восстановление ниже уровня SCI.
Это касалось как соматосенсорных (тактильных, ноцицептивных, проприоцептивных, давящих и вибрирующих), двигательных (добровольное сокращение наблюдается при множественных миотомах ниже первоначального поражения), так и вегетативных функций (половых, кишечных и мочеполовых).
В основе протокола WA-NR лежит одновременное управление виртуальными и механическими приводами на основе BMI, сочетающее активацию мозга с постоянной визуально-тактильной обратной связью и физической подготовкой с помощью системы поддержки массы тела и роботизированных устройств для лечения походки. Таким образом, принципиальное отличие протокола WA-NR от других существующих парадигм нейрореабилитации заключается в том, что он фокусируется не на физическом, ни на BMI подходе как таковом, а на создании условий для одновременного включения как корковых, так и периферийных сигналов, которые сходятся к уровню SCI. Таким образом, поставленная цель заключается в укреплении потенциальной физиологической роли, которую играют позвоночники, пережившие первоначальную травму.