Egyetlen apró agysejt is elegendő a lebénult izmok akaratlagos mozgásának helyreállításához - állítják amerikai tudósok.
A gerincvelő sérülés vagy stroke miatti paralízis új kezelésére irányuló kísérletek során a majmok percek alatt megtanulták egyetlen idegsejt erejének felhasználását a gyógyszerekkel immobilizált izmok aktiválásához.
Az emberi agyban megközelítőleg 100 milliárd idegsejt található, és a kutatás azt feltételezi, hogy meglepően széles feladatkört képesek végezni.
5.-es biológiakvíz: hány veséje van egy embernek? – 10 kérdés az emberi testről
"Majdnem minden általunk tesztelt idegsejtet fel lehetett használni a stimuláció ezen formájához" - közölte Chet Moritz, a Washington Egyetem kutatója. Ha egy majom meg tudja csinálni, egy embernek is képesnek kell lennie.
Moritz szerint a klinikai kipróbálások ugyanakkor még évekig vagy még tovább váratnak magukra.
A gerincvelő-sérülések világszerte százezreket nyomorítanak meg évente, a legegyszerűbb feladatokat is - egy ajtó kinyitása, egy viszkető hely megvakarása, egy pohár víz ivása - nehézzé vagy egészen lehetetlenné téve.
A paralízis legsúlyosabb formájában, a "lock-in" szindrómában szenvedők teljesen önmaguknál vannak egy olyan test börtönében, amely nem reagál semmilyen parancsra.
Miközben az agyi aktivitás, amely normál esetben akaratlagos mozgást eredményezne, továbbra is jelen van, az utasítások egyszerűen nem érik el az izmokat.
Moritz és két munkatársa felfedezték a módját annak, hogyan hidalható át az ezeket okozó idegkárosodások helyét.
Először elektródokat kapcsoltak önálló idegsejtekhez a motoros agykéregben egy majom agyában, és regisztrálták az elektromos aktivitást. Ezeket a jeleket valós időben számítógépre vitték, majd onnan egy szimulátoron keresztül egy sor újabb elektródához, amelyek közvetlenül olyan csuklóizmokhoz voltak kötve, amelyek mozgását mesterségesen gátolták.
Mivel kevés előállítási erő szükséges, a számítógép mobiltelefon méretű, és hozzáerősíthető az állat testéhez. A későbbi verziók vezeték nélküliek lesznek és elég kicsik ahhoz, hogy beültethessék a testbe.
A majom már elsajátította egy egyszerű számítógépes játék használatát, a képernyőn megjelenő tárgyakat megragadja egyetlen kézzel szabályozható távvezérlővel.
"Ám miután lebénult, az egyetlen mód a csukló mozgatására az önálló agyi neuronok aktivitásának változtatása volt" - magyarázta Moritz.
Átlagosan 10 percbe telt egy majomnak "kiképezni" az idegsejtet annyira, hogy ismét játszhasson a számítógépes játékkal. "Az agy nagyon gyorsan képes megtanulni az új sejtek szabályozását és felhasználni azokat mozgások előállításához" - közölte Eberhard Fetz, társszerző.
Korábbi kísérletek - amelyek lehetővé tették a majmok számára művégtagok vagy számítógépes kurzorok mozgatását csupán az agyból érkező elektromos impulzusok felhasználásával - teljesen más feltevésen alapultak.
"Megpróbáltak olvasni a majom elméjében és kitalálni, éppen mit tervez csinálni. Ez a módszer nagymértékű számítógépes erőt igényelt" - közölte Moritz.
"A mi célunk újraalkotni az eredeti összeköttetést az önálló agyi idegsejtek és az izmok között; és hagyni, hogy a majom idegrendszere megtanulja az összeköttetés használatát."
Ez egyben az első kutatás, amely kimutatta, hogy egyetlen idegsejt képes szabályozni egy izmot - és valószínűleg az izmok egy teljes csoportját. A gerincvelő egyetlen helyéhez a sérülés alatt kapcsolt elektródák akár 10-15 izmot is képesek aktiválni, amelyek már pontosan végzik például a kávéscsésze tartását vagy a járást.
És ha a mozgatókérget stroke károsította, a betegek képessé válhatnak egyéb agysejtek utasítására, amelyek általában nem játszanak szerepet az izmok szabályozásában.
Ugyanakkor számos akadály bukkant fel a módszer emberben történő kipróbálása előtt. A fertőzések elkerülésére a rendszernek teljesen beültethetőnek kell lennie, hogy ne vezessen a bőrön át semmilyen drót. Az elektródáknak pedig stabilabbaknak kell lenniük, hogy hetek helyett évekig képesek legyenek működni.
Ez is érdekelhet
Legjobban: