Transplantasi otak telah membantu 5 orang pulih dari cedera traumatis

Cedera otak traumatis telah menyebabkan lebih dari lima juta orang Amerika menjadi cacat permanen. Mereka mengalami kesulitan berkonsentrasi bahkan pada tugas-tugas sederhana, dan sering kali terpaksa berhenti dari pekerjaan atau putus sekolah.

menerbitkan sebuah penelitian Senin memberi mereka secercah harapan. Elektroda ditanamkan di kepala lima orang yang mengalami cedera otak sedang hingga berat. Ketika elektroda menstimulasi otak mereka, kinerja mereka dalam tes kognitif meningkat.

Jika hasilnya dapat bertahan dalam uji klinis yang lebih besar, implan tersebut dapat menjadi pengobatan pertama yang efektif untuk cedera otak kronis, kata para peneliti.

“Ini adalah bukti pertama bahwa Anda dapat menggerakkan cakram untuk mengatasi masalah ini,” kata Dr. Nicholas Schiff, ahli saraf di Weill Cornell Medical College di New York yang memimpin penelitian.

Gina Arata, salah satu relawan yang menjalani transplantasi, berusia 22 tahun saat ia mengalami kecelakaan mobil yang menyebabkan kelelahan, gangguan ingatan, dan emosi yang tidak terkendali. Dia membatalkan rencananya untuk masuk sekolah hukum dan tinggal bersama orang tuanya di Modesto, California, tidak dapat mempertahankan pekerjaannya.

Pada tahun 2018, 18 tahun setelah kecelakaan itu, Ibu Arata menerima transplantasi. Dia mengatakan hidupnya telah berubah secara drastis. “Saya bisa menjadi orang normal dan bisa ngobrol,” katanya. “Sungguh menakjubkan bagaimana saya melihat diri saya meningkat.”

Dr Schiff dan rekan-rekannya merancang eksperimen berdasarkan penelitian bertahun-tahun terhadap struktur otak. Studi-studi ini menunjukkan bahwa kemampuan kita untuk fokus pada tugas bergantung pada jaringan wilayah otak yang terhubung satu sama lain melalui cabang neuron yang panjang. Area-area tersebut mengirimkan sinyal satu sama lain, menciptakan putaran umpan balik yang membuat seluruh jaringan tetap aktif.

Tabrakan tiba-tiba pada otak—dalam kecelakaan mobil atau terjatuh, misalnya—dapat memutus sebagian koneksi jaringan jarak jauh dan membuat orang mengalami koma, Dr. Schiff dan rekan-rekannya berhipotesis. Selama proses pemulihan, jaringan mungkin dapat menyala kembali. Namun jika otak mengalami kerusakan parah, otak mungkin tidak akan pulih sepenuhnya.

Schiff dan rekan-rekannya telah mengidentifikasi struktur jauh di dalam otak sebagai pusat penting dalam jaringan. Dikenal sebagai nukleus lateral tengah, ini adalah lapisan tipis neuron seukuran dan bentuk korteks almond.

Otak manusia mempunyai dua struktur seperti itu, satu di setiap belahan bumi. Mereka tampaknya membantu otak menenangkan diri di malam hari untuk tidur dan menstimulasi otak di pagi hari. Merangsang neuron di area ini Itu bisa membangunkan tikus yang sedang tidurpenelitian Dr. Schiff menunjukkan.

Studi-studi ini meningkatkan kemungkinan bahwa stimulasi inti lateral sentral dapat membantu orang dengan cedera otak traumatis mendapatkan kembali fokus dan perhatian mereka.

Ahli bedah secara teratur menanamkan elektroda pada pasien dengan penyakit Parkinson. Pulsa listrik kecilImplan ini ditembakkan ratusan kali setiap detik, mengarahkan neuron di dekatnya untuk menembakkan sinyalnya sendiri, sehingga memulihkan beberapa fungsi otak.

Pada tahun 2018, Dr. Schiff dan rekan-rekannya mulai merekrut sukarelawan, seperti Ibu Arata, yang menderita masalah kronis selama bertahun-tahun setelah kecelakaan. Sebelum memasukkan elektroda, para peneliti memberi para sukarelawan serangkaian tes untuk menilai kemampuan mereka berkonsentrasi dan beralih tugas. Dalam sebuah tes misalnya, masing-masing relawan mendapat selembar kertas yang dipenuhi huruf dan angka dan harus menggambar garis yang menghubungkannya secepat mungkin.

Sebelum operasi, para peneliti memindai otak setiap relawan untuk membuat peta yang akurat. Dr Jamie Henderson, seorang ahli bedah saraf di Universitas Stanford, mengarahkan elektroda melalui otak ke inti lateral pusat.

Dr Henderson menanamkan elektroda pada enam sukarelawan, tetapi salah satu dari mereka harus keluar dari penelitian karena mengalami infeksi kulit kepala. Mulai satu bulan setelah operasi, lima relawan yang tersisa menjalani tes lanjutan. Pada tes huruf dan angka, nilai mereka melonjak dari 15 menjadi 52 persen.

Untuk mendapatkan pemahaman yang lebih luas tentang pengalaman para relawan, Dr. Joseph Vince, ahli etika medis di Weill Cornell Medical College, melakukan penelitian Serangkaian wawancara Bersama mereka dan anggota keluarga mereka. Kebanyakan relawan, seperti Ibu Arata, mengatakan bahwa transplantasi tersebut membuat mereka terlihat seperti dirinya yang dulu.

Sebaliknya, relawan yang melihat peningkatan terbesar pada tes kognitif memiliki respon yang kurang baik. “Menurutku itu tidak sakit,” katanya. “Saya tidak tahu apakah itu banyak membantu.”

Namun, putra pasien tersebut memperhatikan adanya perubahan signifikan, terutama pada kesadaran diri ayahnya. “Ini siang dan malam,” kata putranya.

Steven Loris, ahli saraf di Universitas Liège di Belgia yang tidak terlibat dalam penelitian ini, mengatakan temuan ini mendukung teori bahwa perhatian dan bentuk pemikiran lainnya bergantung pada jaringan otak yang luas. “Ada banyak alasan untuk percaya bahwa penelitian ini layak untuk dilakukan,” katanya tentang penelitian tersebut.

Dr Schiff dan rekan-rekannya berencana untuk melakukan penelitian yang lebih besar tentang transplantasi otak. “Kita harus lihat bagaimana datanya keluar,” ujarnya.

Alex Green, ahli bedah saraf di Universitas Oxford, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, mengatakan inti lateral pusat bukanlah satu-satunya wilayah yang menjanjikan sebagai penghubung dalam jaringan otak.

“Kami belum mengetahui tempat terbaik untuk melakukan stimulasi,” kata Dr. Green. Dia dan rekan-rekannya membuat eksperimen cedera otak mereka sendiri untuk mencoba elektroda di area yang disebut nukleus pedunculopontine.

Loris menyadari bahwa transplantasi akan memakan biaya yang besar, namun ia mengatakan masyarakat harus mengakui jutaan orang yang menderita cedera otak traumatis. “Ini adalah epidemi yang diam-diam,” katanya.