Recent onderzoek heeft laten zien dat elektrische stimulatie van het ruggenmerg een veelbelovende methode kan worden om patiënten met een gedeeltelijke dwarslaesie weer te leren lopen. Echter, Maar voor patiënten die aan spierspasmen lijden, ruim twee derde (ca. 70%) van alle dwarslaesiepatiënten, heeft deze methode slechts een beperkt effect. Dat heeft alles te maken met het onvoorspelbare gedrag van onwillekeurige spierstijfheid die samenhangt met spasticiteit. Wetenschappers hebben daar nu een mogelijke oplossing voor gevonden: hoogfrequente elektrische stimulatie.
De weteschappers, verbonden aan de Università San Raffaele en Scuola Sant'Anna, hebben ontdekt dat de spierspasmen waar patiënten met een gedeeltelijke dwarslaesie last van hebben tijdens het revalidatieproces, geblokkeerd kunnen worden door middel van het toedienen van hoogfrequente elektrische stimulatie in het ruggemerg.
Nieuwe revalidatie opties ontsluiten
Deze hoogfrequente behandeling geeft patiënten met spasticiteit toegang tot revalidatieprotocollen die voorheen ontoegankelijk voor hen waren, met een zeer goed klinisch resultaat. De resultaten zijn gepubliceerd in Science Translational Medicine.
“We hebben ontdekt dat hoogfrequente elektrische stimulatie van het ruggenmerg, in combinatie met de gebruikelijke continue, laagfrequente ruggenmergstimulatie, effectief is tijdens revalidatie na een dwarslaesie. Het overwint spierstijfheid en spasmen bij verlamde patiënten en helpt de patiënten effectief bij het voortbewegen”, legt Silvestro Micera uit, professor aan het Neuro X Institute van de EPFL en de Scuola Sant'Anna.
In het onderzoek naar middelen om patiënten met een (gedeeltelijke) dwarslaesie weer zelfstandig te kunnen laten lopen worden ook op andere vlakken stappen vooruit gezet. De ontwikkeling van zogenoemde exoskeletten is daar een van. In Nederland kennen we al zo'n tien jaar het project MARCH. Elk jaar wordt binnen dat project een nieuwe versie - inmiddels staat de teller al op negen - ontwikkeld waarin weer nieuwe bewegingsuitdagingen aangepakt en opgelost worden zodat uiteindelijk een exoskelet beschikbaar komt waarmee deze patiënten zich grotendeels zelf weer, lopend, kunnen voortbewegen.
Hoogfrequente elektrische stimulatie
Elektrische stimulatie van het ruggenmerg is een indirecte manier om de motorische neuronen te bereiken die spieren laten bewegen. Dat komt omdat de achterkant van het ruggenmerg sensorische neuronen bevat die op hun beurt communiceren met de motorische neuronen. Bij spierspasticiteit is bekend dat de spinale sensorische-motorische circuits overreactief zijn. In feite is het ruggenmerg van nature overreactief op prikkels, wat goed is omdat het leidt tot snelle reflexen.
Normaal gesproken wordt die overreactiviteit gecompenseerd door de hersenen die de motorische circuits afremmen. Bij een dwarslaesie verliest de patiënt de signalen van de hersenen en deze remmende mechanismen. Door de motorische circuits indirect te stimuleren, heeft het onderzoeksteam ontdekt dat hoogfrequente stimulatie van het ruggenmerg een kunstmatige en veilige manier is om die overreactiviteit te remmen zonder ongemak te veroorzaken bij patiënten.
Tijdens het klinische onderzoek in het San Raffaele ziekenhuis, gecoördineerd door Mortini en Micera, stelde Simone Romeni, onderzoeker aan de EPFL en Università San Raffaele, voor om hoogfrequente stimulatie toe te passen, waarbij ze zich liet inspireren door eerder werk aan hoogfrequente kilohertz-blokkades van motorische circuits door stimulatie van perifere zenuwen. “In dit stadium kunnen we alleen speculeren dat hoogfrequente stimulatie werkt als een kilohertz-blok dat spierspasticiteit voorkomt,” zegt Micera. In onderstaande video is een van de patiënten te zien bij wie deze nieuwe methode getest wordt.
“De klinische gegevens van de twee patiënten wijzen op de voordelen van hoogfrequente stimulatie voor het verminderen van spierstijfheid en spasmen bij verlamming. Er zijn meer experimenten nodig om het potentieel van deze benadering te bevestigen,” concludeert Mortini.
