Diposting Selasa, 24 Mei 2011 jam 7:46 pm oleh Evy Siscawati

Penderita Lumpuh mampu Berdiri dan Menggerakkan Kaki setelah Dirawat dengan Teknik Baru

Suka dengan artikel ini?

Jelajahi artikel-artikel FaktaIlmiah yang berdasarkan apa yang dibaca dan ditonton teman-teman.
Terbitkan aktivitas Anda sendiri dan dapatkan kendali penuh.
Login

Selasa, 24 Mei 2011 -


 

Tim peneliti ini dari Universitas California di Los Angeles (UCLA), Institut Teknologi California (Caltech) dan Universitas Louisville. Sinyal listrik yang diberikan aray ditemukan merangsang jaringan syaraf tulang belakang sehingga dapat menggunakan masukan inderawi dari kaki untuk mengarahkan gerakan otot dan sendi.

Ketimbang membypass sistem syaraf manusia ke rangsangan langsung otot kaki, pendekatan ini memanfaatkan rangkaian kontrol inheren di tulang belakang bawah (di bawah level cedera) untuk mengendalikan gerakan berdiri dan melangkah.

Studi ini diterbitkan tanggal 19 Mei 2011 dalam jurnal medis Inggris, The Lancet.

Lebih dari 5,6 juta orang Amerika menderita berbagai jenis kelumpuhan, diantaranya 1,3 juta diakibatkan cedera tulang belakang, yang seringkali menyebabkan lumpuh total di anggota tubuh bawah, bersama dengan lenyapnya kontrol kandung kemih dan perut, respon seksual dan fungsi otonom lainnya.

Penelitian ini diawali dengan sederetan eksperimen pada hewan sejak tahun 1980an oleh dua orang anggota tim peneliti, V. Reggie Edgerton dan Yury Gerasimenko dari Sekolah Medis David Geffen di  UCLA yang pada akhirnya menunjukkan kalau hewan yang menderita cedera tulang belakang dapat berdiri, seimbang, menahan berat dan melangkah ketika dirangsang secara epidural – yaitu, dalam ruang di atas dura, bagian terluar dari tiga selaput yang menutup otak dan tulang belakang.

Di awali delapan tahun lalu, Joel Burdick, profesor teknik mesin dan teknik biologi di Caltech, bersama dengan para peneliti laboratorium Edgerton meneliti bagaimana terapi fisik dan farmakologi berkendali robot dapat diselaraskan dengan pemulihan gerakan hewan yang menderita cedera tulang belakang.

Dengan studi ini dan penelitian sebelumnya oleh Edgerton dan Gerasimenko, Burdick dan Yu-Chong Tai, profesor teknik listrik dan teknik mesin Caltech, memperkenalkan konsep rangsangan tulang belakang epidural kepadatan tinggi yang menggunakan array mirip lembaran dari sejumlah elektroda untuk merangsang sel syaraf. Tujuan sistem ini, kata Burdick, “adalah merangsang rangkaian pengendali berdiri dan melangkah alami di tulang belakang sehingga mengkoordinasi aktivitas sensorik-motorik dan sebagian menggantikan sinyal yang hilang dari atas” – yaitu, dari otak – dan berteriak “Ayo kerja!” pada syaraf.”

Untuk menguji konsep ini, yang diteliti pertama pada model hewan, tim menggunakan array elektroda yang tersedia di pasaran, yang umumnya dipakai untuk merawat sakit punggung. Walaupun array komersial ini tidak memiliki semua kemampuan array yang telah diuji sejauh ini pada hewan, ia memungkinkan tim ini untuk menguji kemampuan rangsangan epidural kepadatan tinggi manusia. Hasilnya, kata Burdick, “jauh melebihi” perkiraan ilmuan.

Subjek penelitian ini adalah mantan atlit berusia 25 tahun yang lumpuh total di bagian bawah dada dalam sebuah kecelakaan tabrak lari bulan Juli 2006. Ia menderita cedera motorik total pada level C7/T1 tulang belakang, namun mempertahankan sejumlah sensasi di kakinya.

Sebelum diimpan dengan array perangsang epidural, pasien melakukan 170 sesi latihan lokomotor selama periode lebih dari dua tahun di Lembaga Rehabilitasi Frazier Universitas Louisville. Dalam latihan lokomotor, teknik rehabilitatif yang digunakan pada pasien yang lumpuh sebagian, tubuh pasien digantung pada sebuah alat pada treadmill bergerak sementara terapis terlatih secara berulang membantu memanipulasi kaki dalam gerakan melangkah berulang.

Latihannya secara mendasar tidak mempengaruhi sang pasien, dan berarti menunjukkan derajat keparahan cedera tulang belakangnya. Latihan ini juga menjadi “garis dasar” menghadapi efektivitas lebih lanjut rangsangan listrik dapat diukur.

Setelah implantasi alat ternyata pasien – sambil menerima rangsangan listrik, dan setelah beberapa minggu latihan lokomotor – berhasil mendorong dirinya ke posisi berdiri dan menopang berat badan tubuhnya sendiri. Ia sekarang dapat tetap berdiri, dan menopang berat, selama 20 menit sekali. Dengan bantuan alat penopang dan beberapa bantuan ahli terapi, ia dapat melangkah beberapa kali di atas treadmill. Dengan latihan harian dan rangsangan listrik, pasien memperoleh kemampuan untuk menggerakkan jari kaki, pergelangan kaki, lutut dan pahanya. Sayangnya, pasien kehilangan kemampuan ini ketika rangsangan listrik dimatikan.

Walau begitu, seiring waktu, ia mengalami kemajuan dalam beberapa tipe fungsi otonom, seperti kendali kandung kemih dan perut, dan juga pengaturan suhu – hasil mengejutkannya, kata Burdick, adalah bila diulang dalam studi lanjutan, dapat meningkatkan kehidupan pasien cedera tulang belakang.

Fungsi otonom ini mulai pulih sebelum adanya tanda gerakan sadar, yang pertama terlihat pada pasien sekitar tujuh bulan setelah ia mulai menerima rangsangan epidural.

Burdick menambahkan, “Hal ini akan membantu fungsi kandung kemih dan perut bahkan pada pasien yang tidak memiliki kekuatan untuk melakukan latihan fisik yang teratur seperti pasien ini,” – yang merupakan seorang atlit dan berarti memiliki kondisi fisik yang bagus sebelum mengalami cedera.

Para ilmuan masih belum yakin bagaimana fungsi ini bisa kembali diraih – atau bagaimana pengendalian fungsi sadar kembali lewat prosedur ini. “Entah bagaimana, rangsangan elektroda mengaktivasi ulang hubungan yang beku atau merangsang pertumbuhan hubungan baru,” kata Burdick. Hampir pasti, organisasi ulang jalur syaraf terjadi di bawah dan mungkin juga di atas lokasi cedera.

Pasien mengalami sensasi di ujung bawahnya setelah cedera ini, yang berarti tulang belakang tidak sepenuhnya rusak, ini dapat mempengaruhi keluasan pemulihan ini.

Food and Drug Administration (FDA) mengizinkan tim peneliti menguji lima pasien cedera tulang belakang; pasien selanjutnya akan disesuaikan dengan yang pertama, dalam usia, cedera dan kemampuan fisik, untuk melihat apakah penemuan mereka dapat diulang. Dalam pengujian-pengujian selanjutnya, pasien yang tidak merasakan sensasi akan di implan dengan alat ini, untuk melihat apakah hal ini akan mempengaruhi hasilnya.

“Ini adalah terobosan besar,” kata Susan Harkema dari Universitas Louisville, penulis perdana dalam paper di The Lancet. “Ia membuka potensi besar peningkatan fungsi harian individu.”

“Walaupun hasil ini jelas menggembirakan, kita perlu hati-hati, dan masih banyak yang harus dilakukan,” kata Edgerton.

Salah satu kendala terbesar adalah array elektroda diimplan dalam pasien manusia yang hanya disetujui FDA untuk sakit punggung. Penggunaan alat yang disetujui oleh FDA berarti “sebuah pengujian untuk melihat apakah konsep kami bekerja, memberi kami amunisi tambahan untuk memotivasi perkembangan array yang digunakan dalam studi hewan,” kata Burdick. Array yang disetujui FDA sekarang, tambahnya, memiliki banyak batasan, “karenanya, perkembangan array lebih jauh yang saat ini hanya diujikan pada hewan harus memberikan hasil yang lebih baik bagi manusia di masa depan.”

Dengan menggunakan kombinasi eksperimen, model perhitungan array dan tulang belakang, dan algoritma belajar mesin, Burdick dan koleganya sekarang mencoba mengoptimalisasi pola perangsangan untuk mencapai efek terbaik, dan meningkatkan desain array elektroda. Kemajuan lanjut dalam teknologi ini harus membawa pada pengendalian proses melangkah dan berdiri yang lebih baik.

Sebagai tambahan, kata beliau “tim kami mencari cara lain menerapkan teknologi ini. Kami dapat menaikkan arraynya lebihtinggi ke tulang belakang untuk melihat apakah ia dapat mempengaruhi tangan dan kepala, selain kaki.”

Burdick dan koleganya dari Universitas Louisville berharap suatu hari, beberapa orang penderita cedera tulang belakang lengkap akan mampu menggunakan unit perangsang portabel, dengan bantuan sebuah alat, untuk berdiri sendiri, mempertahankan keseimbangan dan melangkah dengan efektif. Selain itu, kata Burdick,”tim kami percaya kalau protokol ini dapat berguna untuk merawat penderita stroke, parkinson dan gangguan lainnya yang mempengaruhi sel syaraf motorik.”

Penelitian dalam paper ini didanai oleh Yayasan Kesehatan Nasional AS dengan dukungan Yayasan Christopher dan Dana Reeve.

Sumber berita

California Institute of Technology.

Referensi jurnal:

Susan Harkema, Yury Gerasimenko, Jonathan Hodes, Prof Joel Burdick, Claudia Angeli, Yangsheng Chen, Christie Ferreira, Andrea Willhite, Enrico Rejc, Robert G Grossman MD g, V Reggie Edgerton. Effect of epidural stimulation of the lumbosacral spinal cord on voluntary movement, standing, and assisted stepping after motor complete paraplegia: a case study. The Lancet, 20 May 2011 DOI: 10.1016/S0140-6736(11)60547-3

 

 

 

 

 

 

Evy Siscawati
Facts are the air of scientists. Without them you can never fly (Linus Pauling). Berjalan di pantai, dud dud, berjalan di pantai, dud dud (ESW).
Bergabung dengan 1000 orang lebih dengan kami melalui sosial media

Berlangganan artikel dan berita terbaru dari kami via email


Aktifitas

© 2010 FaktaIlmiah.com. Hak cipta asli oleh faktailmiah
Anda boleh mendistribusikannya dengan mencantumkan referensi dari situs kami.