Sursa foto: https://www.bilan.ch/techno/le-scientifique-gregoire-courtine-epfl-prime-a-washington

Autor: Anis Ali

Un bărbat paralizat și-a recăpătat capacitatea de a merge, folosindu-se doar de gândurile sale, o performanță realizată pentru prima dată, datorită combinației a două tehnologii care au făcut posibilă comunicarea dintre creier și măduva spinării.

Măduva spinării, protejată de coloana vertebrală, este o prelungire a creierului și controlează un număr mare de mișcări, iar deteriorarea comunicării creierului îl face ulterior, în mod definitiv, incapabil să efectueze aceste mișcări.

Prin cuvintele: ,,Mi-am recăpătat o oarecare libertate”, pacientul Gert Jan, care nu a a dorit să își dezvăluie numele de familie, a rezumat ceea ce simte, deoarece acest olandez, în vârstă de 40 de ani, poate acum să stea în picioare și să se poate deplasa în spații de natură variate și chiar să urce scări.

Gert a suferit o leziune a măduvei spinării la nivelul vertebrelor cervicale, după un accident de bicicletă petrecut în urmă cu 10 ani. Explicând rezultatele unui studiu publicat, miercuri, în revista Nature, chirurgul elvețian Jocelyn Blok, profesor la Centrul Medical Universitar Vaud, a menționat că bărbatul ,,nu putea inițial să facă niciun pas”.

Înainte de Gert, mersul a fost din nou posibil pentru o serie de alți pacienți care nu își puteau mișca picioarele, dar noul studiu a arătat că olandezul a fost primul care și-a recăpătat capacitatea de a-și controla mișcarea picioarelor și ritmul pașilor, folosindu-se de gândurile sale.

Această realizare a fost obținută prin combinarea a două tehnici implantate în creierul și măduva spinării lui Great, conform celor explicate Agenției de Presă Franceză de către cercetătorul Guillaume Charvet de la Comisia pentru Energie Atomică și Energii Alternative (CEA), unul dintre cercetătorii implicați în proiect.

Acest rezultat a fost obținut în urma a 10 ani de cercetări efectuate de echipe din Franța și Elveția.

O punte digitală

În încercarea de a aborda această problemă, electrozii dezvoltați de Comisia pentru Energie Atomică și Alternativă au fost implantați în pacientul paralizat, deasupra părții din creier care controlează mișcarea picioarelor.

Acești electrozi permit decodarea semnalelor electrice generate de creier atunci când o persoană se gândește să meargă. În același timp, un stimulator nervos atașat la un câmp de electrozi a fost plasat deasupra zonei măduvei spinării care controlează mișcarea picioarelor.

Datorită algoritmilor bazați pe inteligență artificială, intențiile de mișcare pot fi decodificate în timp real din înregistrările creierului. Aceste intenții sunt apoi transformate în secvențe electrice pentru a stimula măduva spinării, care, la rândul ei, activează mușchii picioarelor pentru a obține mișcarea dorită.

Datele sunt transmise prin intermediul unui sistem portabil, plasat pe o bandă de alergare sau într-un rucsac mic, permițând pacientului să se dispenseze de orice ajutor extern.

Până în prezent, instalarea unui singur implant care stimulează electronic măduva spinării a permis pacienților cu hemiplegie să meargă din nou, dar controlul acestui mers nu a fost natural. Ceea ce este nou de data aceasta este puntea digitală dintre creier și măduva spinării, care nu numai că i-a permis lui Gert Yan să se miște, ci și să își controleze în mod voluntar mișcările și amplitudinea acestora.

Cum a început povestea

„Este fundamental diferit de ceea ce s-a descoperit până acum”, a spus Gregoire Courtine, cercetător francez și profesor de neuroștiință la Școala Politehnică Federală din Lausanne. El a explicat că „pacienții anteriori mergeau cu mare efort, dar acum (pacientul) trebuie doar să se gândească la mers pentru a face un pas”.

Sursa foto: https://www.epfl.ch/labs/courtine-lab/

Olandezul a descris ceea ce a trăit, pentru a putea să se ridice din nou în picioare și să meargă timp de câteva minute consecutive, drept o ,,călătorie lungă”, întrucât a suferit două intervenții chirurgicale pentru a pune cele două implanturi.

Un alt progres important a fost înregistrat, deoarece, după 6 luni de antrenament, se pare că și-a recăpătat o parte dintre capacitățile senzoriale și motorii.

Guillaume Charvet, de la Comisia pentru Energie Atomică și Energii Alternative, a spus: ,,Aceste rezultate sugerează  faptul că, stabilirea unei legături între creier și măduva spinării ar favoriza reorganizarea circuitelor neuronale la nivelul leziunilor.”

Întrebat dacă această tehnologie va fi disponibilă în curând tuturor celor care au nevoie de ea, Charvet a răspuns că ,,vor fi necesari mulți ani de cercetare” înainte de a fi implementată. Dar echipele se pregătesc să lanseze un experiment pentru a restabili funcția brațului și a mâinii folosind, aceeași tehnologie. Cercetătorii speră, de asemenea, să o aplice și în cazul altor afecțiuni clinice, inclusiv în cazul paraliziei cauzate de un accident vascular cerebral.

SURSE

https://www.nature.com/articles/s41591-021-01663-5

https://www.swissinfo.ch/ara/sci-tech/%D8%AC%D9%87%D8%A7%D8%B2–%D9%84%D8%AA%D8%AD%D9%81%D9%8A%D8%B2-%D8%A7%D9%84%D8%A3%D8%B9%D8%B5%D8%A7%D8%A8-%D9%8A-%D8%B3%D8%A7%D8%B9%D8%AF-%D8%A7%D9%84%D9%85-%D8%B5%D8%A7%D8%A8%D9%8A%D9%86-%D8%A8%D8%A7%D9%84%D8%B4%D9%84%D9%84-%D8%B9%D9%84%D9%89-%D8%A7%D9%84%D9%85%D8%B4%D9%8A-%D9%88%D8%B1%D9%83%D9%88%D8%A8-%D8%A7%D9%84%D8%AF%D8%B1%D8%A7%D8%AC%D8%A9-%D9%88%D8%A7%D9%84%D8%B3%D8%A8%D8%A7%D8%AD%D8%A9/47329490

Articolul O tehnologie revoluționară ajută persoanele care suferă de paraplegie să meargă din nou apare prima dată în Jurnal Social.

Leziunile corneene cauzate de infecții sau boli inflamatorii ale ochilor sunt una dintre principalele cauze de orbire, la nivel mondial. Potrivit OMS, acestea afectează în jur de două milioane de pacienți noi în fiecare an.

Transplantul de cornee reprezintă o modalitate posibilă, prin care pacienții cu orbire își pot recâștiga vederea, însă lipsa țesutului donator rămâne un mare obstacol. O descoperire medicală recentă își propune să depășească problema donatorilor insuficienți, printr-un tip de implant cu o cornee artificială. Dezvoltat de o companie numită CorNeat, KPro este primul implant care poate fi integrat direct în peretele ocular pentru a înlocui corneea deteriorată, fără a necesita ţesut de la un donator.

Beneficiile acestei tehnologii inovatoare nu au întârziat să apară… Un bărbat în vârstă de 78 de ani şi-a recăpătat vederea după ce a fost primul pacient care a primit un nou tip de implant cu o cornee sintetică, potrivit celor de la Israel Hayom, citaţi de Engadget. Imediat după operaţie, pacientul şi-a putut recunoaşte membrii familiei şi a putut citi numerele de pe o diagramă oculară.

Corneea este stratul clar care acoperă și protejează porțiunea din față a ochiului. Corneea se poate deteriora și inflama din diverse motive, inclusiv boli, precum keratopatia buloasă pseudofakică, kerotoconus și traume.

Implanturile cu cornee artificială există deja pentru pacienţii care prezintă degenerescenţă a corneei, însă deoarece intervențiile chirurgicale sunt complexe, acestea reprezintă o ultimă instanţă la care se apelează atunci când transplanturile sau un implanturile de inele intra-corneene nu funcţionează.

În schimb, inserarea transplantului CorNeat este o procedură relativ simplă, care necesită o intervenție mai redusă. În plus, aceasta folosește un material biomimetic care „stimulează proliferarea celulară, conducând la integrarea progresivă a țesuturilor”, potrivit  celor de la CorNeat.

Mecanismul exact poate fi văzut în animaţia de mai jos, având ca rezultat final integrarea completă a dispozitivului în peretele ocular. „Integrarea totală se realizează în câteva săptămâni, iar dispozitivul rămâne permanent în ochiul pacientului” spun cei de la CorNeat. Acest lucru duce la o acuitate vizuală îmbunătăţită şi permite „timpi de vindecare extraordinar de rapizi”, având şi un aspect destul de natural.

Reprezentanții companiei CorNeat precizează că încă 10 pacienţi au primit aprobarea pentru implant în Israel, iar în viitorul apropiat plănuiesc să obţină aprobare pentru încă două persoane în Canada, şi alte 6 în Franţa, SUA şi Olanda.

Deşi implantul nu conţine nicio parte electronică, poate ajuta oamenii mai mult decât un ochi robotic.

„După ani de muncă intensă, să văd un coleg care implantează KPro cu uşurinţă şi un om care îşi recapătă vederea ziua următoare, a fost un moment emoţionant, au existat foarte multe lacrimi în ochii celor din încăpere” a declarat cofondatorul CorNeat Vision, Dr. Gilad Litvin.

Articolul O cornee artificială a ajutat un bărbat nevăzător să își recapete vederea apare prima dată în Jurnal Social.

În viitor, persoanele cu diabet zaharat ar putea avea acces la un nou tip de tratament, unul revoluționar. Să recunoaștem, cine nu ar dori să înlocuiască injecțiile de insulină cu o ceașcă de cafea. Ei bine, oamenii de știință elvețieni au găsit o modalitate ingenioasă de a controla nivelul glucozei din sânge prin utilizarea cafelei.

O echipă de cercetători de la Institutul Federal Elvețian de Tehnologie din Zurich (ETH Zurich) a dezvoltat un implant care eliberează medicamente pentru diabet atunci când simte cofeină în sânge. Zilele dispozitivului de administrat insulina pot fi numărate. Potrivit cercetătorilor din Elveția, viitorul tratamentului pentru diabet nu va fi o înțepătură în braț după o masă, ci o doză de espresso.

,,Ați putea integra acest lucru în stilul dvs. de viață. Ați putea consuma un ceai sau o cafea dimineața, altul după prânz și altul la cină, în funcție de cantitatea de medicamente de care aveți nevoie pentru a reduce nivelul de zahăr”, a declarat conducătorul studiului, Martin Fussenegger, profesor la Universitatea ETH din Zurich.

Oamenii de știință speră să transforme viețile diabeticilor care au nevoie de injecții cu insulină, printr-un implant care conține sute de mii de celule-designer ce își modifică efectele atunci când detectează cofeină în sânge.

Testele efectuate pe șoareci diabetici au arătat că un astfel de implant înserat sub piele ar putea fi declanșat de cofeina din cafea, ceai sau băuturi energizante pentru a produce un medicament care controlează nivelul de zahăr din sângele animalelor. Pentru a crește doza, oamenii de știință au administrat pur și simplu cafea mai concentrată.

Implantul nu va fi gata pentru oameni prea curând. Prof. Martin Fussenegger e de părere că ar putea trece un deceniu înainte ca testele necesare și cercetările să fie realizate pentru a demonstra că abordarea este sigură și eficientă.

Dar dacă noua abordare funcționează, injecțiile regulate pe care mulți diabetici le fac ar putea deveni de domeniul trecutului.,,Ați putea să vă recăpătați viața voastră normală. Implantul ar putea să dureze de la șase luni până la un an înainte să fie înlocuit”, a adăugat Fussenegger.

Studiul, publicat în revista Nature Communications, descrie modul în care cercetătorii elvețieni au modificat celulele umane pentru a produce un medicament pentru diabet zaharat tip 2, numit GLP-1. Medicamentul stimulează așa-numitele celule beta din pancreas pentru a secreta insulină care, la rândul ei, controlează nivelul de zahăr din sânge.

Celulele-designer conțin un ,,circuit genetic” care le permite să simtă moleculele de cofeină în timp ce acestea intră în sânge. Când celulele detectează cofeina, ele reacționează și produc hormonul GLP-1. Implantul este alcătuit din mii de capsule de tip gel, fiecare conținând sute de celule modificate.

Când acestea sunt injectate sub piele, ele se lipesc precum caviarul. Capsulele de gel sunt protejate de sistemul imunitar, permițând moleculelor de cofeină să intre și hormonului GLP-1 să fie eliberat, potrivit cercetătorilor elvețieni.

Pentru a vedea cât de bine funcționează celulele, oamenii de știință le-au expus la băuturi cu diferite concentrații de cofeină, ,,milkshake” cu ciocolată și ceai din plante până la cola, ceai negru, Red Bull, cafea Starbucks și o gamă variată de cafea instant. Ceaiurile din plante și ,,milkshake-ul” cu ciocolată nu au avut niciun efect asupra celulelor, dar toate celelalte băuturi au declanșat producerea hormonului GLP-1 în cantități diferite, în funcție de concentrația de cofeină.

Este important că doza zilnică de cofeină nu le-a cauzat probleme șoarecilor, cum ar fi creșterea ritmului cardiac sau scăderea nivelului de zahăr din sânge.

Peste 400 de milioane de oameni din întreaga lume suferă de diabet de tip 2, iar controlul nivelului de de zahăr din sânge este esențial pentru gestionarea acestei afecțiuni. Un tratament care necesită doze de cofeină nu va funcționa pentru toată lumea, dar cercetătorul Fussenegger este optimist. El consideră că sistemul dezvoltat de el și colegii săi ar putea îmbunătăți calitatea vieții de zi cu zi a persoanelor cu diabet.

Articolul Cafeaua ar putea să înlocuiască injecțiile cu insulină pentru diabetici în viitor apare prima dată în Jurnal Social.