La chercheuse Heather Rendulik se prépare à saisir et à déplacer une boîte de soupe aux tomates au Rehab Neural Engineering Labs de l’Université de Pittsburgh.
Tim Butler/UPMC et Écoles des sciences de la santé de l’Université de Pittsburgh
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La chercheuse Heather Rendulik se prépare à saisir et à déplacer une boîte de soupe aux tomates au Rehab Neural Engineering Labs de l’Université de Pittsburgh.
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Des impulsions électriques délivrées à un endroit précis de la moelle épinière ont aidé deux patients victimes d’un AVC à reprendre le contrôle de leur bras et de leur main paralysés, a rapporté l’équipe dans le journal. Médecine naturelle.
Le succès devrait donner “un grand espoir” aux centaines de milliers de personnes aux États-Unis qui ont été handicapées par un accident vasculaire cérébral, a déclaré le Dr Walter Koroshetz, directeur de l’Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux, qui a aidé à financer la recherche. .
Les résultats doivent être reproduits dans une étude plus large, a déclaré Koroshets, ajoutant qu’il n’est toujours pas clair quels patients d’AVC bénéficieraient le plus du traitement.
Pour l’une des patientes de l’étude, Heather Rendulik, 33 ans, le traitement a changé la vie.
L’équipe médicale de l’UPMC Presbyterian Hospital prépare Rendulic pour l’implantation d’électrodes de stimulation de la moelle épinière.
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L’équipe médicale de l’UPMC Presbyterian Hospital prépare Rendulic pour l’implantation d’électrodes de stimulation de la moelle épinière.
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Adolescent, Rendulić aimait courir et monter à cheval. Puis, à partir de 2011, il a subi une série d’accidents vasculaires cérébraux causés par des vaisseaux sanguins malformés dans son cerveau. Le dernier coup a été le pire.
“Je me suis réveillé et je ne pouvais pas bouger tout le côté gauche de mon corps”, a déclaré Rendulic.
Les chirurgiens ont pu retirer le groupe de vaisseaux sanguins qui a causé sa paralysie. Mais le mal était fait.
“Il m’a fallu près de deux ans pour marcher seul sans aide”, a déclaré Rendulic, qui a écrit un livre sur ses expériences.
Rendulik a finalement pu bouger un peu son bras et sa main. Par exemple, il pourrait fermer sa main, mais pas l’ouvrir. En conséquence, il était incapable de lacer ses chaussures, d’ouvrir un bocal ou de couper des légumes tout seul.
Le neurochirurgien de l’Université de Pittsburgh, le Dr Peter Gersten (à gauche) et le professeur adjoint de neurochirurgie Marco Capogrosso lors d’une procédure d’implantation à l’UPMC Presbyterian Hospital.
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Le neurochirurgien de l’Université de Pittsburgh, le Dr Peter Gersten (à gauche) et le professeur adjoint de neurochirurgie Marco Capogrosso lors d’une procédure d’implantation à l’UPMC Presbyterian Hospital.
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“Vous ne réalisez pas combien de choses vous avez besoin de deux mains tant que vous n’en avez qu’une bonne”, dit-il.
Ainsi, près d’une décennie après ses accidents vasculaires cérébraux, Rendulick s’est porté volontaire pour une étude à l’Université de Pittsburgh.
Les chercheurs savaient que chez de nombreuses personnes comme Rendulic, le cerveau essaie toujours d’envoyer des signaux à travers la colonne vertébrale aux muscles qui contrôlent le bras et la main. Le problème est que ces signaux sont très faibles, explique Marco Capogrosso, professeur adjoint de neurochirurgie.
L’ergothérapeute cinématique de l’Université de Pittsburgh Amy Bos (à gauche) et l’étudiant diplômé de l’Université Carnegie Mellon Nikhil Verma (au milieu) connectent des capteurs d’activation musculaire dans Rendulic.
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L’ergothérapeute cinématique de l’Université de Pittsburgh Amy Bos (à gauche) et l’étudiant diplômé de l’Université Carnegie Mellon Nikhil Verma (au milieu) connectent des capteurs d’activation musculaire dans Rendulic.
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“Nous voulions prendre ces signaux faibles et les transformer essentiellement en sorties fonctionnelles afin qu’une personne puisse contrôler volontairement sa main”, dit-il.
Capogrosso et une équipe de chercheurs espéraient y parvenir en délivrant des impulsions électriques aux cellules nerveuses de la colonne vertébrale. L’électricité rend ces cellules nerveuses plus réactives ou excitables, ce qui aide les signaux du cerveau à atteindre les muscles qu’ils contrôlent.
(À gauche) Gros plan de l’électrode de stimulation contenant huit contacts de stimulation. (À droite) Gersten explique le placement des électrodes de stimulation tout en en tenant une.
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(À gauche) Gros plan de l’électrode de stimulation contenant huit contacts de stimulation. (À droite) Gersten explique le placement des électrodes de stimulation tout en en tenant une.
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Lorsque l’équipe a essayé cela chez les animaux, ils ont pu restaurer la fonction des mains et des bras.
“Si vous placez soigneusement les électrodes à l’intérieur de la moelle épinière, vous pouvez diriger cette stimulation vers les muscles dont vous avez besoin”, explique Capogroso.
L’équipe était convaincue que leur approche fonctionnerait chez l’homme, dit-il. “Mais nous ne nous attendions pas à la quantité de récupération de mouvement que nous avons vue.”
Erin Sorensen (à gauche), étudiante diplômée de l’Université de Pittsburgh, observe le participant à la recherche Rendulik lors d’un test de couple isométrique utilisé pour mesurer la force du bras.
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Erin Sorensen (à gauche), étudiante diplômée de l’Université de Pittsburgh, observe le participant à la recherche Rendulik lors d’un test de couple isométrique utilisé pour mesurer la force du bras.
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Rendulik a été la première personne qu’ils ont soignée. Un chirurgien a utilisé une grosse aiguille pour insérer des électrodes dans sa colonne vertébrale. “Il y avait des fils qui pendaient dans mon dos”, dit-il.
Plus tard, en laboratoire, les chercheurs ont activé la stimulation. L’impact a été immédiat.
“J’ouvrais les bras comme je ne l’avais pas fait depuis dix ans, et mon mari et ma mère étaient avec nous, et nous étions tous en larmes”, a déclaré Rendulic.
Les étudiants diplômés (au premier plan) suivent la procédure de test.
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Les étudiants diplômés (au premier plan) suivent la procédure de test.
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La différence est facile à voir dans la vidéo prise par les chercheurs, qui montre Rendulik essayant de ramasser une boîte de soupe.
Au début, “on voit qu’il ne peut vraiment rien faire avec son bras”, a déclaré Elvira Pirondini, professeure adjointe de médecine physique et de réadaptation. “Mais lorsque la stimulation est activée, il peut atteindre la soupe et il peut également saisir la boîte et la soulever.”
Mark Powell et al
Youtube:
Les impulsions électriques ont également amélioré ce que de nombreux patients victimes d’AVC perdent : la capacité de sentir la position de la main et du bras sans les regarder, qui provient d’une sorte de sixième sens connu sous le nom de proprioception.
“Lorsque la stimulation était activée, il lui était beaucoup plus facile de comprendre où se trouvait sa main dans l’espace.” Pirondin dit :
Rendulik lève le pouce, tenant une fourchette avec un morceau de steak dans son bras affecté.
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Rendulik lève le pouce, tenant une fourchette avec un morceau de steak dans son bras affecté.
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Les effets de la stimulation sont devenus plus spectaculaires au cours des quatre semaines pendant lesquelles chaque patient avait des électrodes dans la colonne vertébrale.
“Ils commencent avec une main ouverte et au bout de quatre semaines, ils peuvent faire toutes sortes de choses”, explique Capogroso.
De plus, les effets ont diminué mais n’ont pas complètement disparu lorsque la stimulation a été supprimée. Cela suggère que les impulsions provoquent des changements dans les circuits qui contrôlent le bras et la main, dit Capogrosso, bien qu’on ne sache pas combien de temps ces changements durent.
À la fin de l’étude de quatre semaines, les électrodes ont été retirées de deux patients. Mais les chercheurs disent qu’ils envisagent de développer un système qui peut être installé de façon permanente.
En règle générale, ce type de technologie prend de nombreuses années pour passer du laboratoire à une utilisation généralisée. Mais le processus est susceptible d’aller beaucoup plus vite dans ce cas, puisque l’appareil utilisé pour stimuler la colonne vertébrale est déjà approuvé par la Food and Drug Administration pour traiter les patients souffrant de douleur chronique.
“Il y a des milliers de patients investis dans cette technologie”, explique Pirondini.
La stimulation de la moelle épinière a également été utilisée pour aider les patients paralysés par une lésion de la moelle épinière à retrouver la capacité de marcher.
“Je ne vois aucun deal breakers sur le chemin de cela [stroke] patients », dit Koroshets.
Rendulick dit que son expérience a changé sa façon de penser à l’avenir, et elle espère être la première à recevoir un stimulateur implanté de façon permanente.
