×
Ученые близки к восстановлению парализованных конечностей

Швейцарские ученые добились значительного прогресса в восстановлении двигательной активности конечностей парализованной крысы. Новая форма сигнала при эпидуральной электростимуляции позволила животному не только пройти большее расстояние, но и преодолеть ступеньки. О результатах эксперимента, который в будущем вернет людям с травмой позвоночника способность ходить, рассказал popsci.com.

 

Ученые Политехнического федерального института в Лозанне (EPFL) изучают эпидуральную электростимуляцию спинного мозга. Известно, что травма позвоночника может привезти к полному параличу нижних  конечностей. Сигналы головного мозга к ним не поступают. Несколько лет назад ученые задались вопросом: можно ли обойти поврежденный участок? Перекинуть внешний мостик и восстановить связь между периферией и головным мозгом?

 

Так пришла идея имплантировать электроды в спинной мозг, один выше места повреждения, а другой ниже. Верхний электрод считывает информацию, поступающую от мозга, и передает ее нижнему электроду, который  ретранслирует сообщение нервам, отвечающим за движение нижних конечностей. Пробные эксперименты на крысах, а также тесты на человеке показали, что принципиально технология работает. Однако возникла серьезная проблема.

 

Сигнал, передаваемый мышцам, был постоянным, он не менялся. В результате нервная система очень быстро уставала. Подопытные животные снова теряли возможность ходить. В EPFL предложили модулировать сигнал, а именно менять его частоту, амплитуду и продолжительность импульсов при каждом шаге животного. Новый алгоритм оказался успешным.

 

Ученые провели исследование на крысах, у которых спинной мозг был полностью разрезан в середине. Выяснилось, что животное с модулированным сигналом при прочих равных параметрах проходило расстояние в два раза большее, чем животное, у которого сигнал не модулировался. Кроме этого, новая технология позволила крысам преодолевать ступеньки высотой до 3,5 см, в то время как животные, где использовалась старая методика, не могли подняться на ступеньку и меньшей высоты.

 

Данное направление исследований является частью большой европейской программы под названием NEUWalk, направленной на создание новых методов реабилитации людей с травмами спинного мозга. Ученые сообщили, что клинические испытания новой технологии на людях начнутся летом следующего года. Участниками эксперимента станут пациенты с неполным повреждением спинного мозга. Для проведения эксперимента в госпитале университета Лозанны уже оборудуется лаборатория площадью 100 м².

 

В центре комнаты поместят специальную конструкцию, напоминающую беговую дорожку. Сверху — система для поддержки человека во время движения. На теле пациента разместят отражающие маркеры. Их положение будут отслеживать 14 инфракрасных камер. Дополнительно движение будут снимать две видеокамеры. Вся таким образом полученная информация о положении ног и движении тела будет синхронизироваться с оборудованием, которое отвечает за электростимуляцию.

 

Ученые стремятся к умному управлению сигналами, поступающими в спинной мозг. Проведенный эксперимент на крысах дает основание полагать, что такое вполне возможно и с человеком. «Мы можем контролировать в режиме реального времени движение мыши вперед и то, как высоко она поднимает ноги», — сообщил нейроученый Грегори Куртин (Gregoire Courtine).  

 

Лабораторию можно увидеть на видео ниже. В видеоролике Куртин рассказал о последних достижениях лаборатории в области электростимуляции спинного мозга.  

Автор: Геннадий Хворых

Источник фотографий: popsci.com