Un faible

Une lésion de la moelle épinière est un événement qui change la vie et ses effets, tels qu'une faiblesse musculaire et une paralysie, peuvent considérablement perturber la vie d'une personne. Bien qu’il n’existe aucun remède contre la paralysie, des progrès ont été réalisés dans le développement d’options de traitement potentielles pour améliorer les symptômes. Pourtant, une grande partie reste hors de portée de nombreux patients. Une personne souffrant d'une lésion médullaire complète peut bénéficier d'un stimulateur médullaire, mais le coût, la sécurité et la volonté du patient de subir une intervention chirurgicale comptent parmi les obstacles au traitement.

Aujourd'hui, un groupe d'ingénieurs de l'Université de Washington à Saint-Louis, dirigé par Ismael Seáñez, professeur adjoint de génie biomédical à la McKelvey School of Engineering et de neurochirurgie à la School of Medicine, a commencé à travailler sur une approche non invasive à faible coût. à une stimulation de la moelle épinière qui offre un espoir abordable aux patients. Leurs travaux, publiés le 25 juillet dans le Journal of Neural Engineering, utilisent un réseau d'électrodes de faible technologie qui stimule efficacement les muscles des jambes chez les personnes souffrant de lésions de la moelle épinière.

Un type de stimulation, appelé stimulation épidurale de la moelle épinière (eSCS), implante des électrodes sous la peau, près de la colonne vertébrale, et envoie des signaux électriques pour stimuler des groupes musculaires spécifiques. Lors d'une lésion de la moelle épinière, la communication neuronale du cerveau vers les muscles du corps peut être interrompue, mais les connexions entre la moelle épinière et les muscles eux-mêmes restent intactes. L'ESCS peut s'approcher extrêmement près de la colonne vertébrale et permettre essentiellement aux signaux affaiblis du cerveau d'atteindre leurs cibles dans la moelle épinière pour réactiver les muscles.

En raison de la proximité avec laquelle cet implant peut se rapprocher de la colonne vertébrale, « nous pouvons être très précis sur les muscles que nous ciblons », a déclaré Seáñez.

L'ESCS est disponible depuis les années 1960 pour la gestion de la douleur et, au cours de la dernière décennie, il a été utilisé avec succès pour produire des mouvements musculaires lors d'activités aussi complexes et adroites que le vélo, la natation et le kayak. Cependant, l’intervention chirurgicale nécessaire, la grande équipe d’experts nécessaire pour l’implanter et un coût de plusieurs dizaines de milliers de dollars peuvent le rendre hors de portée pour beaucoup.

Au lieu de cela, Seáñez et son laboratoire se sont tournés vers le SCS transcutané (tSCS). Au lieu d'un implant chirurgical directement dans le corps, le tSCS utilise une série d'électrodes placées sur la peau pour délivrer des impulsions électriques dans le but de stimuler des groupes musculaires spécifiques. Les chercheurs étudient le tSCS pour la stimulation musculaire depuis des années, dans diverses configurations avec des réseaux à électrode unique et multi-électrodes, mais avant ces travaux, aucune étude approfondie n'avait été menée pour évaluer la meilleure façon d'utiliser le tSCS pour la stimulation musculaire.

Ce manque d’analyse détaillée a freiné le tSCS. Par exemple, une configuration à électrode unique donne à un patient une stimulation très générale qui active essentiellement tous les motoneurones situés sous l'endroit de la moelle épinière stimulé. Ainsi, au lieu de fléchir spécifiquement la hanche, par exemple, un patient peut simplement secouer toute la jambe. Grâce à une étude ciblée, Seáñez a émis l’hypothèse qu’ils pourraient créer un ensemble de lignes directrices pouvant être utilisées par les professionnels de la santé.

L'équipe de Seáñez a recruté 16 participants sans lésion médullaire pour tester leur configuration tSCS. Ils ont constaté qu’au lieu d’une seule électrode positionnée sur la peau près de la colonne vertébrale, l’utilisation de plusieurs électrodes, trois de chaque côté de la colonne vertébrale et deux de chaque côté de l’abdomen pour fermer le circuit, constituait la configuration la plus efficace. Cela leur a donné un contrôle plus spécifique des muscles dans des régions sélectionnées, comme la hanche ou la cheville. Le groupe a testé diverses configurations d'électrodes et, grâce à des tests répétés, a calculé un tableau de probabilité qui identifie les meilleurs endroits le long de la colonne vertébrale pour placer les électrodes et les chances d'activer des électrodes musculaires spécifiques. À l’aide de cette expérimentation, Seáñez a créé une carte de la moelle épinière qui illustre les endroits du corps, dans un scénario de rééducation hypothétique, que les professionnels de la santé devraient cibler pour stimuler des groupes musculaires spécifiques.