Leziunile măduvei spinării pot întrerupe legătura dintre creier şi membrele inferioare, afectând atât controlul mişcărilor, cât şi percepţia poziţiei corpului. Un studiu clinic recent arată că stimularea electrică a măduvei spinării, aplicată simultan deasupra şi sub zona afectată, poate restabili parţial atât activitatea musculară, cât şi informaţiile senzoriale necesare coordonării mişcărilor.
Leziunile măduvei spinării produc efecte complexe. Persoanele afectate îşi pierd nu doar capacitatea de a controla mişcarea membrelor, ci şi abilitatea de a primi informaţii senzoriale de la acestea. Ambele tipuri de semnale sunt esenţiale pentru mişcări coordonate, precum mersul.
Cercetătorii au încercat să restabilească transmiterea semnalelor nervoase între creier şi corp peste zona lezată a măduvei spinării.
Un studiu clinic, realizat de cercetători de la Universitatea Brown, Rhode Island Hospital şi VA Providence Healthcare arată că stimularea electrică a măduvei spinării deasupra şi sub locul unei leziuni poate restabili simultan controlul muscular al picioarelor şi feedbackul senzorial legat de poziţia acestora.
Rezultatele au fost publicate miercuri, în revista Nature Biomedical Engineering.
Studiul a inclus trei participanţi care au rămas paralizaţi de la brâu în jos în urma unor leziuni complete ale măduvei spinării.
La începutul unei perioade de două săptămâni de spitalizare, chirurgii au implantat pe măduva spinării mici reţele de electrozi atât deasupra, cât şi sub locul leziunii, care au livrat impulsuri electrice după modelul semnalelor care circulă în mod normal printr-o măduvă spinării sănătoasă.
Rezultatele au arătat că stimularea aplicată sub zona leziunii a permis restabilirea parţială a controlului muscular la nivelul membrelor inferioare.
În acelaşi timp, stimularea deasupra leziunii le-a permis participanţilor să perceapă poziţia picioarelor în spaţiu în timp ce executau mişcări de mers pe bandă, cu sprijinul fizioterapeuţilor.
Potrivit autorilor, este pentru prima dată când, la persoane cu leziuni complete ale măduvei spinării, sunt demonstrate simultan stimularea pentru activarea muşchilor şi stimularea care furnizează informaţii senzoriale.
Cercetătorii consideră că această abordare reprezintă un pas important către restabilirea mişcărilor coordonate şi a autonomiei funcţionale.
Stimularea electrică aplicată atât deasupra, cât şi sub o leziune a măduvei spinării poate restabili atât activitatea musculară la nivelul membrelor, cât şi feedbackul senzorial privind poziţia acestora în spaţiu, susţin cercetătorii. Credit: Borton Lab / Brown University, 11 martie 2026
Cercetătorii au folosit un algoritm de învăţare automată pentru a identifica combinaţiile de stimulare electrică care corespund cel mai bine activităţii musculare dorite.
Pentru a regla stimularea electrică necesară mişcărilor de mers, participanţii au folosit un dispozitiv de control care le permitea să ajusteze stimularea în zonele măduvei spinării, precum şi intensitatea şi ritmul impulsurilor electrice.
Cu ajutorul dispozitivului, voluntarii au identificat combinaţiile de stimulare care produceau flexia şi relaxarea muşchilor picioarelor.
Datele obţinute în aceste experimente au fost folosite pentru antrenarea unui model de învăţare automată, dezvoltat de cercetători de la Brown University. Algoritmul a optimizat tiparele de stimulare, identificând combinaţiile care corespundeau cel mai precis activităţii musculare dorite pentru fiecare participant.
Pentru stimularea senzorială deasupra leziunii, cercetătorii au aplicat o abordare de substituţie senzorială. Întrucât conexiunile nervoase care transmit senzaţiile de la picioare către creier sunt întrerupte, stimularea electrică nu poate fi asociată direct cu senzaţiile naturale ale membrelor inferioare. În schimb, cercetătorii au creat senzaţii în alte regiuni ale corpului, cum ar fi pieptul, braţele sau spatele, pe care participanţii au învăţat să le asocieze cu poziţia articulaţiilor picioarelor.
Participanţii au ales zonele corpului în care primeau aceste semnale senzoriale folosind acelaşi dispozitiv de control. Algoritmul de învăţare automată a fost apoi utilizat pentru a corela stimularea electrică cu diferite poziţii ale genunchilor.
În testele efectuate, voluntarii au fost legaţi la ochi, iar fizioterapeuţii le-au poziţionat picioarele la diferite grade de îndoire ale genunchiului (unghiuri de flexie).
Pe baza senzaţiilor generate de stimulare, participanţii au indicat cu braţele poziţia estimată a picioarelor, reuşind să identifice cu precizie unghiul genunchilor.
După stabilirea controlului muscular şi a feedbackului senzorial, cercetătorii au combinat cele două tipuri de stimulare.
Susţinuţi de un ham montat pe tavan şi ajutaţi de fizioterapeuţi, participanţii au executat mişcări de mers pe o bandă de alergare. În aceste condiţii, ei au reuşit să activeze muşchii implicaţi în mers şi, în acelaşi timp, să indice corect momentul în care piciorul atinge banda, pe baza senzaţiilor generate de stimularea electrică.
Participanţii au relatat că aceste semnale senzoriale i-au ajutat să îşi coordoneze mişcările. De exemplu, unul dintre voluntari a spus că putea identifica momentul în care piciorul atinge banda pe baza senzaţiei resimţite la nivelul pieptului.
Cercetătorii afirmă că rezultatele indică potenţialul stimulării măduvei spinării de a oferi simultan control motor şi feedback senzorial util persoanelor cu leziuni spinale.
Niciun participant nu a raportat efecte adverse legate de electrozii implantaţi sau de protocoalele de stimulare electrică.
Autorii studiului intenţionează să continue cercetarea prin studii clinice de durată mai lungă, în care stimularea măduvei spinării va fi testată şi în afara spitalului.
Foto articol: Imagine din timpul testării procedurii la unul dintre voluntari în laboratorul Brown University. Credit: Nick Dentamaro / Brown University, 11 martie 2026.
