Травму спинного мозга преодолели электростимуляцией
Пятимесячная тренировка со стимулятором спинного мозга помогла парализованным людям встать на ноги.
Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны пишут в Nature, что им удалось вернуть подвижность людям с травмами позвоночника.
Метод, который использовали Грегуа Куртин (Gregoire Courtine) и его коллеги, мы уже как-то описывали – это стимуляция спинного мозга электрическими импульсами. Коротко напомним, в чём его суть. Спинномозговые нейроны образуют довольно сложные специализированные сети, ответственные за сохранение равновесия, координацию при ходьбе, контролирующие скорость и направление движения и т. д. Получая информацию от мышц и кожи, нейронные сети спинного мозга могут вносить поправки в двигательную программу, корректируя её в зависимости от ощущений.
Способность человека или животного управлять своими движениями зависит не только от контактов спинномозговых нейронов с центрами головного мозга, но и от целостности таких вот сетей в самом спинном мозге. Если же нейроны спинного мозга долго остаются без дела, то связи между ними деградируют, и двигательные цепочки распадаются. В принципе, если позвоночник получил частичную травму и не все спинномозговые пути разрушены, то головной мозг может наладить связь через другие нервные «провода», оставшиеся неповреждёнными. Однако распад внутренних сетей всё равно оставит мышцы в неподвижности: сигналы из головного мозга будут приходить в неупорядоченную систему нейронов.
Спинному мозгу можно помочь оставаться в форме с помощью стимулирующего имплантата, который будет посылать нейронам определённые сигналы. Но какие это будут сигналы, в какой последовательности и куда именно их следует передавать? Чтобы движения были правильными, нужна согласованная работы мышц и ещё нужно, чтобы нейронный аппарат, который управляет ими, сам чувствовал движение, силу сокращения мышц, положение частей тела в пространстве.
Если мы представим, как двигается наша нога, то быстро поймём, что активность нейронов (и групп нейронов), управляющих движением, будет довольно сложной: они будут включаться по очереди, постоянно «прислушиваясь» к тому, что во время выполняемого движения происходит с ногой, с её мышцами. Однако обычные методы стимуляции спинномозговых нейронов не учитывают пространственно-временны́е особенности их работы. Можно предположить, что если стимуляция спинномозговых нейронов будет соответствовать их обычному режиму работы, то спинной мозг, пусть и травмированный, лучше научится контролировать мышечные движения.
То есть имплантат-стимулятор нужно снабдить обратной связью: его электроды должны включаться и выключаться в соответствии с тем, как движется нога. А для этого нужно было учитывать не только движение ноги самой по себе, но и положение тела в пространстве; кроме того, здесь также следовало бы учесть те импульсы, которые рождаются в головном мозге, когда мы собираемся сделать шаг.
Поначалу такие опыты ставили на крысах, и результаты оказались настолько обнадёживающими, что было решено опробовать метод на людях. В эксперименте участвовали трое добровольцев, которые последние несколько лет провели в инвалидной коляске из-за травмы позвоночника. Спустя пять месяцев тренировок со стимулятором спинного мозга все трое уже ходили на собственных ногах. Правда, их всех нужно было отчасти поддерживать (двух – в меньше степени, третьего – в большей, поскольку его травма была тяжелее), однако прогресс всё же был ошеломительный. Более того, двое даже могли встать с кресла и сделать несколько шагов вообще без дополнительной стимуляции.
Исследователи, естественно, собираются и далее совершенствовать свой метод, чтобы он работал и у людей с более старыми травмами и чтобы способность двигаться восстанавливалась как можно полнее. Остаётся надеяться, что эта технология сравнительно быстро пройдёт путь между лабораторией и повседневной клинической практикой.
4 ноября 2018
Статьи по теме:
