Digitální most mezi mozkem a míchou

Obnovení motorických funkcí po poranění míchy bylo ještě donedávna považováno za prakticky nedosažitelný cíl. Výzkumný projekt ReverseParalysis financovaný Evropskou unií však představil plně implantovatelné rozhraní mozek–mícha, které dokáže obejít místo poranění a znovu propojit mozkové signály s pohybem končetin. Technologie kombinující neurovědy, bioinženýrství a umělou inteligenci již umožnila prvním pacientům s kompletní míšní lézí znovu stát a chodit.

Poranění míchy představuje jedno z nejzávažnějších neurologických postižení. Přerušení komunikace mezi mozkem a periferním nervovým systémem vede u milionů pacientů po celém světě k trvalé paralýze a významnému omezení kvality života. Navzdory desetiletím intenzivního výzkumu zůstávala obnova motorických funkcí po míšním traumatu dlouhodobě mimo možnosti moderní medicíny.

Významný posun nyní přináší evropský projekt ReverseParalysis financovaný Evropskou radou pro inovace (EIC), jehož cílem je vytvoření plně implantovatelného rozhraní mozek–mícha schopného obnovit nervovou komunikaci pod úrovní léze.

Nový koncept: obejít místo poranění

„Léčba pacientů s paralýzou zůstává jednou z největších výzev medicíny. Vědci se desítky let snažili – a neúspěšně – obnovit neurony a vlákna biologickými metodami,“ uvedl prof. Grégoire Courtine z École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), který projekt vedl.

Dosavadní výzkum se převážně zaměřoval na biologickou regeneraci poškozených neuronů a nervových drah. Nový přístup však mění samotnou filosofii léčby. Namísto snahy o reparaci poškozené tkáně se technologie soustředí na zachování funkce nervových struktur pod místem poranění a jejich opětovné propojení s mozkem. Výsledkem je tzv. „digitální most“ – neurotechnologický systém propojující mozkovou aktivitu se stimulací míchy.

Po poranění mozku už pohybové signály z mozku nemohou do svalů dosáhnout. V tomto novém přístupu malý implantát čte signály z motorické kůry mozku, překládá je na příkazy a předává je do páteřního implantátu umístěného pod poraněním. Tyto signály jsou pomocí algoritmů strojového učení dekódovány a převáděny na konkrétní motorické příkazy. Následně jsou přenášeny do druhého implantátu umístěného pod úrovní míšního poranění, který prostřednictvím přesně cílené elektrické stimulace aktivuje příslušné nervové okruhy ovládající svaly dolních nebo horních končetin. Pacient tak může vůlí iniciovat pohyb – například samotná představa chůze aktivuje stimulaci vedoucí k pohybu dolních končetin.

Na vývoji systému spolupracovaly multidisciplinární týmy ze Švýcarska, Francie a Nizozemska, které spojily poznatky neurověd, bioinženýrství, neurochirurgie a umělé inteligence.

První klinické výsledky

Prvním pacientem, u kterého byl prototyp systému implantován, byl David Mzee, který utrpěl kompletní míšní lézi při sportovním úrazu. Pod vedením neurochirurgyně prof. Jocelyne Blochové z Lausanne University Hospital se podařilo dosáhnout historického milníku – pacient po letech ochrnutí znovu samostatně stál a vykonal první kroky s oporou. „Stále jsem závislý na invalidním vozíku, ale s poraněním míchy na úrovni krku má každé malé zlepšení velký význam. Každý kousek obnovené funkce se opravdu počítá," řekl Mzee. Kromě obnovení základních motorických funkcí technologie přispěla také ke zvýšení autonomie pacienta a zlepšení kvality života.

Projekt ReverseParalysis, dokončený v roce 2025, následně prokázal další významné výsledky:

• dva pacienti s kompletní míšní lézí znovu získali schopnost stát a chodit,
• u dalších dvou pacientů došlo k obnově motoriky horních končetin,
• pacienti byli schopni znovu vykonávat běžné každodenní činnosti, včetně samostatného příjmu potravy.

Role umělé inteligence a personalizované stimulace

Jedním z klíčových aspektů projektu je využití algoritmů strojového učení. Poranění míchy se totiž výrazně liší lokalizací i rozsahem poškození, což komplikuje interpretaci mozkových signálů. Adaptivní AI systémy umožňují průběžnou optimalizaci dekódování mozkové aktivity podle individuálních charakteristik každého pacienta. Současně byly vyvinuty nové typy elektrod umožňující přesnější stimulaci specifických nervových drah v míše.

Podle dr. Vincenta Delattra ze společnosti ONWARD Medical, která projekt koordinovala, nejde o definitivní „vyléčení“ paralýzy, ale o zásadní krok směrem k funkční obnově pohybu. „S intenzivním tréninkem mohou pacienti postupně zlepšovat motorické schopnosti a v některých případech obnovit část funkcí i bez aktivní stimulace,“ vysvětlil.

Potenciál pro další neurologická onemocnění

Tým nyní využívá své odborné znalosti i na další výzvy spojené s paralýzou. Jedním z hlavních zaměření je stabilizace krevního tlaku, což je běžná, ale často přehlížená komplikace při poranění míchy, která může způsobovat závratě a únavu a snižovat kvalitu života. Cílená míšní stimulace by mohla pomoci zlepšit ortostatickou toleranci a umožnit pacientům delší rehabilitaci i bezpečnější každodenní aktivity.

Další perspektivní oblastí je rehabilitace po cévní mozkové příhodě. Přestože u iktu nedochází k přímému poškození míchy, narušení motorických signálů mezi mozkem a periferií by mohlo být podobným principem částečně kompenzováno.

Přestože dosavadní výsledky představují zásadní průlom v neurorehabilitaci, odborníci upozorňují, že cesta k běžnému klinickému využití bude ještě vyžadovat několik let vývoje. Současným cílem společnosti ONWARD Medical je transformace experimentálních laboratorních systémů do podoby praktických, samostatně fungujících zařízení vhodných pro širší klinické použití. Podle odhadů výzkumníků může širší dostupnost technologie následovat během pěti až deseti let. „Výsledky projektu však již nyní významně mění dosavadní pohled na možnosti léčby paralýzy a naznačují, že funkční obnova pohybu po poranění míchy přestává být pouze teoretickou vizí,“ uzavírá Dr. Delattre.