Ze strekken de romp slechts een klein beetje uit, gemiddeld ongeveer negen graden, en het been gaat van de gewichtdragende extensie naar de flexie die nodig is om vooruit te komen. Zo konden vier mensen met een chronische en functioneel volledige thoracale dwarslaesie weer staan en lopen met een rollator, na implantatie van een epidurale stimulator en vier maanden intensieve revalidatie.
Het resultaat komt uit een onderzoek gepubliceerd in het tijdschrift Medondertekend door onderzoekers van het MINE-laboratorium, Modulaire implanteerbare neuroprothesenontstaan uit de samenwerking tussen Vita-Salute San Raffaele Universiteit, IRCCS San Raffaele Ziekenhuis in Milaan en Scuola Superiore Sant’Anna in Pisa. Het interessante is ook wat er ontbreekt: geen hersenimplantaat, geen externe sensor om te beslissen wanneer de stap moet worden gezet en geen algoritme dat wordt ingeschakeld om een hersensignaal te decoderen.
De romp wordt het commando van de stimulator
Epidurale elektrische stimulatie van het ruggenmerg kan verschillende motorische reacties oproepen, afhankelijk van hoeveel stimulatie de zenuwstructuren bereikt. Op een bepaald niveau overheerst de extensie van het been, handig om te blijven staan; door het effect van de stimulatie te vergroten ontstaat er een gecoördineerde flexie van de heup, knie en enkel waardoor het ledemaat naar voren kan worden gebracht.
De onderzoekers ontdekten dat dezelfde overgang door de patiënt kan worden veroorzaakt door een lichte vrijwillige extensie van de romp, zonder telkens de stimulatorinstellingen te veranderen. Ze noemden het mechanisme rompgemedieerde controlerompgemedieerde controle.
De hypothese is heel concreet: door de romp lichtjes te bewegen, verandert tijdelijk de relatieve positie tussen de zenuwstructuren en de elektroden, waardoor het effect van de stroom wordt gewijzigd. De romp wordt een soort biologische hefboom tussen intentie en stimulatie. Zoals bio-ingenieur Silvestro Micera samenvatte:
Het lichaam zelf wordt onderdeel van de besturingsinterface.
Het gebruikte apparaat is bovendien een ruggenmergstimulator die al op de markt verkrijgbaar is. De nieuwigheid ligt vooral in de manier waarop het wordt uitgebuit en in het rehabilitatieproces dat rond de stimulatie is opgebouwd. Relatief gewone hardware, beslist minder gewoon gebruik.
Eén van de deelnemers legde 132 meter af zonder te stoppen
Na vier maanden intensieve revalidatie konden alle vier de deelnemers lopen met een rollator zonder handmatige hulp of ondersteuningssystemen met lichaamsgewicht. De WISCI II-score, een schaal die wordt gebruikt om het loopvermogen van mensen met een dwarslaesie te beoordelen, ging voor iedereen van 0 tot 9.
Eén van de vier legde 132 meter af in 42 minuten ononderbroken lopen. Iedereen slaagde erin zich te bewegen, zelfs als er sprake was van bochten, hellingen en onregelmatige externe oppervlakken. Drie deelnemers bereikten ook de mogelijkheid om te staan terwijl ze met slechts één hand op de rollator leunden, waardoor de andere vrij bleef voor bepaalde dagelijkse activiteiten.
Het zijn veel concretere resultaten dan sommige stappen die in het laboratorium zijn verkregen. Daarachter gaat echter maandenwerk schuil. Zoals Sandro Iannaccone, directeur van de afdeling Cognitieve-Motor Neurologische Stoornissen Rehabilitatie in San Raffaele, opmerkt, ging de stimulatie gepaard met een ‘intensief, progressief en geïndividualiseerd’ programma, ontworpen om de reacties die door het apparaat worden opgeroepen om te zetten in vaardigheden die in het echte leven kunnen worden gebruikt.
Lopen is nog steeds afhankelijk van stimulatie
Hier is een belangrijk onderscheid nodig. Geen van de vier deelnemers herstelde tijdens de proef het vermogen om vrijwillig hun beenspieren samen te trekken. De laesies waren traumatisch, gelegen tussen T4 en T7 en geclassificeerd als AIS A of B, en daarom functioneel compleet op motorisch niveau: op het moment van implantatie was er geen vrijwillige samentrekking van de onderste ledematen zichtbaar.
Elektrische stimulatie blijft beweging veroorzaken. De patiënt gebruikt in plaats daarvan een vrijwillige functie die beschikbaar blijft – de beweging van de romp – om die stimulatie te moduleren en direct bij te dragen aan de constructie van de stap.
Het is ook wat dit werk onderscheidt van eerdere bevindingen van dezelfde groep. Het MINE Lab bestudeerde al sinds 2023 epidurale stimulatie bij mensen met incomplete dwarslaesies, bij wie nog enige vrijwillige motorische vaardigheden overbleven. Bij de vier nu beschreven patiënten was die mogelijkheid afwezig in de onderste ledematen.
Vier patiënten, en een resultaat dat veel meer waard is dan het aantal
Er zijn vier mensen, dus er zullen grotere onderzoeken nodig zijn om te begrijpen in hoeverre deze techniek kan worden uitgebreid naar andere patiënten. De omvang van de steekproef doet echter niets af aan wat er is gebeurd: alle vier begonnen met een chronische en functioneel volledige thoracale dwarslaesie, zonder enig vermogen om vrijwillig hun beenspieren aan te trekken. Na de implantatie en vier maanden intensieve revalidatie konden ze allemaal staan en lopen met een rollator.
Er is ook een detail dat deze weg bijzonder interessant maakt. De gebruikte stimulator bestaat al op de markt en het systeem vereist geen implantaten in de hersenen, externe sensoren of algoritmen die hersenactiviteit decoderen. Het commando komt voort uit een beweging die patiënten nog vrijwillig kunnen uitvoeren: een lichte strekking van de romp. Het lichaam komt letterlijk in het circuit.
De techniek is nog steeds experimenteel en vereist een operatie, stimulatorprogrammering en een zeer intens revalidatieproces. Het is de volgende stap in het onderzoek, geen reden om de handrem op het nieuws te zetten. Voor vier mensen die hun onderste ledematen niet vrijwillig onder controle hadden, werd die kleine beweging van de romp de manier om weer een stap te maken.
