Исследователи из Калифорнийского университета (University of California) опубликовали результаты своих экспериментов — им удалось восстановить целостность спинного мозга крыс с помощью нейронов, полученных из стволовых клеток. написали исследователи. Сам спинной мозг весит всего 30-35 грамм, имеет диаметр около 1 см и длину 40-45 см. В сравнении со многими другими органами, спинной мозг просто крохотный, но, тем не менее, он исключительно важен.
Человеческому мозгу вернули контроль над парализованными ногами
Ученые-медики вживляют "умный" имплантат в поврежденный участок спинного мозга, из-за которого происходит паралич нижних конечностей. Ученые-медики вживляют "умный" имплантат в поврежденный участок спинного мозга, из-за которого происходит паралич нижних конечностей. Нейростимуляция осуществляется с помощью небольшого прибора-генератора электрических импульсов, который имплантируется в область спинного мозга.
Впервые в мире с помощью стволовых клеток восстановили спинной мозг
В ближайшее время разработчика нейроимпланта продолжат его исследования на лабораторных животных. Ранее в октябре 2023 года ученые Нижегородского университета представили свою новую разработку — технологию создания нейропротезов. Ученые полагают что замещение поврежденного участка головного мозга, отвечающего за память, эмоции и внимание, электронными нейронами способно восстановить работу мозга после травм и активизировать запоминание. В декабре 2023 года сообщалось о создании в Федеральном центре мозга и нейротехнологий отечественного препарата со стволовыми клетками. Предложенное средство значительно снижает воспалительный процесс в месте травмы или совсем устраняет.
Предполагается, что российский препарат может быть представлен на рынке уже в 2025 году, оказавшись на переднем крае борьбы с такими серьезными состояниями.
Большинство из них остается парализованными на всю жизнь. Ученые предложили чаще использовать нейростимуляцию спинного мозга электричеством с помощью небольшого вживляемого стимулятора. Такая операция даст парализованным людям надежду на восстановление опорно-двигательных функций организма, написала «Русская планета».
Его разработала международная группа ученых, в которую входил петербургский специалист, руководитель лаборатории нейрофизиологии и экспериментальной нейрореабилитации НИИ Фтизиопульмонологии Министерства здравоохранения РФ, руководитель лаборатории нейропротезов Института трансляционной биомедицины Санкт-Петербургского государственного университета, старший научный сотрудник Института физиологии им. Собственно, на грызунах ученые и ставили эксперименты. Ученые-медики вживляют имплантат в поврежденный участок спинного мозга, из-за которого происходит паралич нижних конечностей. С его помощью разные участки спинного мозга будут стимулировать. На туловище надевают так называемый жилет, который поддерживает вес тела. Затем начинаются тренировки. Пациента отправляют на лечебную физкультуру, где учат заново ходить. Все данные о движениях парализованного животного в режиме онлайн поступают в специальную компьютерную программу.
Всего одна субпопуляция нейронов помогла пациентам начать ходить после паралича
Была проведена качественная оценка этих везикул, определены их размер и ультраструктура, - рассказала "Газете. Ru" ведущий научный сотрудник OpenLab "Генные и клеточные технологии" КФУ, руководитель научной группы "Молекулярные и клеточные механизмы нейрорегенерации" Яна Мухамедшина. Эффективность метода была установлена при эксперименте, в ходе которого была смоделирована контузионная травма спинного мозга у свиньи на уровне 11-го грудного позвонка. По словам ученых, такая травма соответствует повреждению, которое встречается в клинических условиях при переломе позвонка и смещении его отломков в сторону спинномозгового канала. Кроме того, авторы метода учли, что пациент обычно не сразу попадает на операционный стол, поэтому у него успевают сформироваться компрессия спинного мозга отломками позвонков и гематома.
Хотя цель этих антител неизвестна, вполне возможно, что это могут быть антитела-перебежчики, атакующие сам организм. Чтобы подтвердить, что у участников эксперимента есть когнитивные нарушения, исследователи дали им стандартные тесты. Обычно их используют для определения проблем с мышлением, связанных с осложнениями при ВИЧ-инфекции. Однако это исследование не дало результатов. Коронавирус и мозг.
Вишенкой на торте было сильное воспаление лёгких, полученное, видимо, во время нахождения в приемнике, на сквозняке в одной футболке. Поясню: из-за трубки в трахее я не мог выкашлять мокроту, и она заполняла лёгкие, а когда она начинала лезть из меня пузырями, медсестра подходила, с каменным лицом отключала ИВЛ, включала вакуумный отсос, и засовывала его через дыхательную трубку мне в лёгкие и высасывала мокроту. Ощущения, мягко скажем, не очень. Так проходили дни. Течение времени я мог осознавать только по меняющемуся медперсоналу. Завотделением реанимации, молодая женщина, с невероятно красивыми глазами и в шапочке с лисичками иногда показывала мне распечатанную фотку семьи, которую передала моя любимая жена, а ещё говорила, что у них все хорошо, и они меня любят. Спасибо Вам. Заснуть не получалось из-за яркого света лампы, и постоянного пищания аппаратуры. Ещё, конечно, сильно мешала общая атмосфера реанимации - стоны соседей, которые приходили в себя после наркоза, некоторые кричали от боли, а кто-то и умирал... Поэтому я просто отключался на несколько минут, а потом продолжал смотреть в потолок. Был один мужской пропитой голос из угла, который всем, кто заходил в помещение, говорил одну фразу: "а не найдётся ли у вас сигаретки? Оказалось, что это какой то алкаш, которому очень сильно дали тяжелым по башке, и теперь у него нет части черепа и куска мозга. Его перевели из реанимации через несколько дней, но достать он успел всех. Он, кстати, будет ещё фигурировать в моем рассказе. Поскольку принимать пищу и пить я не мог, то кормили и поили меня какой-то субстанцией через трубку в носу она была просунута в желудок. Примерно по истечении недели, врач сказал, что поражение спинного мозга настолько сильное, что дышать полностью самостоятельно я пока не смогу, поскольку сигнал до нужных мышц проходит слабо, и ещё некоторое время надо побыть в реанимации на ИВЛ. Это меня совсем не устраивало, и я решил что хрен там плавал, и все свободное время а его у меня теперь дофига , я буду стараться делать вдохи-выдохи вместе с аппаратом, и докажу всем, что меня так просто не возьмёшь.
Уникальность этого вмешательства в том, рассказывает Илья, единым блоком выпиливают часть шейного отдела позвоночника, расширяют спинно-мозговой канал и возвращают позвоночник на место, закрепляя специальными винтиками. Юрию Киндерову 71 год. Несмотря на возраст, операцию, которая шла четыре часа, он перенес успешно. Завтра его ждет выписка, а после — восстановление. И тогда он сможет вернуться к своим ученикам в казанской школе. Читайте новости в нашем Telegram и Дзен. Поделиться Рубрики новостей.
Впервые в мире с помощью стволовых клеток восстановили спинной мозг
Человеку с серьезной травмой позвоночника беспроводным способом подсоединили спинной мозг к головному — это вернуло пациенту подвижность, сообщает Science Alert со ссылкой на статью в журнале Nature. В Университете МИСИС разработали прототип нейроимплантата, который поможет восстанавливать функции спинного мозга после травм и повреждений. Медновости. Гипотезы и открытия. Ученых заинтересовал спинной мозг в контексте проблем с памятью после COVID-19. Немецкие ученые научились восстанавливать спинной мозг: последние новости 2021 года. Ученые нашли способ восстановления ходьбы после повреждения спинного мозга —. В Университете МИСИС разработали прототип нейроимплантата, который поможет восстанавливать функции спинного мозга после травм и повреждений.
Парализованный мужчина начал ходить с помощью "моста" между головой и спинным мозгом
Главная» Новости» Спинной мозг новости. «Естественная ходьба после травмы спинного мозга с использованием интерфейса мозг-позвоночник» представляет ситуацию Герта-Яна, 40 лет, который получил травму спинного мозга после велосипедной аварии, в результате которой он был парализован. Этот препарат призван помочь в лечении травм спинного мозга, устраняя воспалительный процесс и способствуя более эффективной реабилитации, пишет ТАСС. Травма спинного мозга (ТСМ) – это сложное неврологическое состояние, вызывающее физическую инвалидность, психологический стресс.
Ученые создали имплант спинного мозга — он вылечил 80 процентов случаев хронического паралича мышей
Этот препарат призван помочь в лечении травм спинного мозга, устраняя воспалительный процесс и способствуя более эффективной реабилитации, пишет ТАСС. Он подчеркнул, что подобные серийные препараты пока не представлены на рынке, и они планируют запустить клинические испытания уже в 2024 году.
Параллельно электрическому полю возникает магнитное — и так со скоростью света в бесконечность. Технически продвинутый читатель уже догадался, что речь идёт о волне. Живые ткани прозрачны для многих видов электромагнитных волн.
Естественно, их можно и нужно ловить, как это делают имплантированные модули нейростимулятора. Вторая, ультравысокочастотная антенна на 405 МГц, общается с базовой станцией и блоком обработки данных в режиме реального времени. Таким образом сигналы с коры попадают на компьютерную периферию, где осуществляется интерпретация нервных импульсов на язык электроники, а также «предсказываются» будущие движения. Подробнее о том, как это происходит, будет сказано чуть ниже.
Программное обеспечение процессора анализирует декодированные сигналы с коры головного мозга. Серьёзная проблема всей бионики — это шум. Нервная система порождает огромное количество сигналов, и далеко не каждый из них имеет отношение к делу. Прежде чем декодировать сигнал, следует сперва отделить «мух от котлет».
Алгоритмы потоковой обработки данных сортируют поступившую информацию согласно её релевантности. За счёт использования современных материалов и правильного исполнения нейрохирургической операции величина входного приведённого шума составляет всего лишь 0,7 мкВ по среднеквадратичному отклонению. Схожие системы применяют для стимуляции головного мозга у пациентов, страдающих болезнью Паркинсона. Научная группа модифицировала устройство, добавив к нему модули беспроводной связи.
Задержка между импульсом с головного мозга и эпидуральной стимуляцией составляет 100 мс. С учётом того, что технология предназначена для восстановления привычных движений, такой «лаг» не выглядит слишком долгим. В конце концов, речь идёт не о спортивных рекордах, а возможности встать с койки. Аппаратный и программный модуль работают как единая интегрированная цепочка.
Между головным и спинным мозгом образуется цифровой мост. Последний участник звена — имплантируемый генератор импульсов Specify 5-6-5, состоящий из массива на 16 электродов. Корковые сигналы проходят через процедуры модуляции, преобразуясь в аналоговые команды. Имплантат проводит их к задним корешкам спинного мозга.
Уже оттуда сформированная команда достигает мышц нижних конечностей. Программная часть. Аспекты декодирования Электрическую активность сенсомоторной коры головного мозга регистрируют по 32 каналам с частотой 586 Гц. Диапазоном полосовой фильтрации стал промежуток между 1 и 300 Гц.
Именно в нём скрыты данные, необходимые для иннервации нижних конечностей. Как выявить намерение к движению? Эту работу выполняет алгоритм рекурсивной экспоненциально-взвешенной мультилинейной модели марковского переключения. В её состав входит классификатор скрытой марковской модели и набор независимых регрессионных моделей.
При возникновении намерения к движению происходит активация сенсомоторной коры головного мозга, которую возможно считать с помощью электродов. Каждая из регрессионных моделей осуществляет контроль над целыми группами степеней свободы конечностей. Дело в том, что нога или рука — не просто рычаг. В своей работе он подчиняется законам биомеханики.
Любое движение возможно лишь при согласованной работе множества звеньев. К ним относят суставы, мышцы, сухожилия и сенсорную иннервацию от механо- и проприорецепторов. Человек не смотрит на ноги, когда ходит. Мы и так знаем, какое положение занимает тело.
Мы спокойно выполняем движения вслепую, не полагаясь на зрение. Это возможно благодаря тому, что на аппаратной части головного и спинного мозга непрерывно крутятся скрипты, отвечающие за восприятие схемы тела. Подробнее мы рассказывали в предыдущей статье. Если коротко, мозг не контактирует с реальностью напрямую.
Он создаёт абстрактную схему тела, которая выступает прокси-моделью организма. Чем активнее мы пользуемся тем или иным органом, тем ярче будут выражены соответствующие нейронные поля в коре. Классификатор на основе НММ выполняет важную работу. Он оценивает вероятность активации конечности под конкретное движение.
Гипотеза цепей Маркова выступает математическим аппаратом, благодаря которому возможно просчитывать непрерывные и динамические движения. Каждое новое состояние будет проистекать из предыдущего с внесением правок от коры головного мозга. Разумеется, это вполне возможно предсказать средствами современной математики. Классификатор НММ учитывает вероятность выброса и перехода нескольких переменных.
К ним относится бедро, колено и лодыжка по отдельности, вместе или во всех возможных комбинациях плюс состояние покоя. Здесь модель немного упрощена, ведь человек не может одновременно шагать правой и левой ногой. Калибровка декодера осуществляется в режиме онлайн, базируясь на прошлых состояниях массива данных. Модель, контролирующая сгибание бедренных суставов во время ходьбы, самообучалась гарантированно предсказывать статус нижних конечностей после 30 повторений стереотипного движения.
Но даже этого мало. Чтобы эффективно выполнить движение, имплантат должен непрерывно держать контакт со скелетной мускулатурой. При спинальной травме головной мозг не получает сигналов от органов-исполнителей. Эта работа ложится на бионику.
Электрическую активность считывают методом электромиографии со множества мышц нижней конечности. Биполярные электроды Delsys Trygno устанавливают на подвздошно-поясничную, прямую, полусухожильную, латеральную широкую, переднюю большеберцовую и прочие мышцы ноги. Каждую пару электродов ставили на брюшко мышцы, ориентировав продольно по ходу волокон. Компьютер регистрирует непрерывные ЭМГ-сигналы на частоте 2 кГц с полосовой фильтрацией в диапазоне 20-450 Гц.
Ещё одна пара электромиографических электродов стала над позвоночником между грудным и поясничным отделом. Она отсекает артефакты стимуляции, позволяя процессору работать с чистым сигналом. Нейротехнологии в обычной жизни Используя спинномозговой интерфейс, участник эксперимента смог стоять и ходить. Разумеется, этот факт открыл дорогу к использованию нейроимплантатов не только в условиях лаборатории, но и дома.
Интегрированная система состоит из умных «ходунков».
К сожалению, имплантация и присоединение электродов ко множеству нейронов спинного мозга еще долгое время будет фантастикой и гораздо перспективнее найти способ «заставить» организм самостоятельно излечить травму. Определенные успехи в этой области уже есть.
В ноябре 2012 года команда ученых из Кембриджа и Центра регенеративной медицины Университета Эдинбурга опубликовала результаты эксперимента по исцелению подопытных собак с тяжелым повреждением спинного мозга. Ученые проводили опыты на 34 собаках, в основном на таксах. Уникальность этих экспериментов в том, что они были максимально приближены к тем условиям, что могут возникнуть в реальных случаях травм у людей.
Другими словами, были взяты обычные домашние собаки, которые в различное время получили травмы позвоночника, связанные с разрывом нервных путей и потерей части нервных клеток. После травм собаки в течение 12 месяцев и более не могли использовать свои задние ноги и потеряли чувствительность задней части туловища. Надо отметить, что у такс часто возникают такие же повреждения спинного мозга, как и у людей: связанные со смещением позвонков относительно друг друга.
Для лечения собак применили перспективную технологию имплантации обкладочных нейроэпителиальных клеток OEC. Эти клетки находятся в носу и обладают свойствами нейральных стволовых клеток, то есть могут превращаться в нейроны. Впервые нейральные стволовые клетки из слизистой оболочки носа взрослого человека выделили в 2001 году, что стало важнейшим достижением, поскольку из носа добывать нейральные стволовые клетки относительно просто.
Собак разделили на две группы: одной ввели стволовые клетки непосредственно в место травмы позвоночника, а вторая группа была контрольной и получила плацебо. Через месяц собак в специальном поддерживающем корсете отправили на беговую дорожку для проверки функций конечностей. Собаки, которым трансплантировали собственные нейральные стволовые клетки из слизистой оболочки носа, вновь смогли управлять задними конечностями Группа собак, получившая инъекции OEC, продемонстрировала значительные улучшения: парализованные задние конечности начали двигаться, причем начала появляться скоординированность движений с передними ногами.
Это означает, что стволовые клетки восстановили часть нервных путей и через поврежденную часть спинного мозга начали проходить сигналы. К сожалению, исследования показали, что восстановление происходит только на коротких расстояниях — при небольшой ширине разрыва между участками спинного мозга. Больше всего повезло тем собакам , у которых были нарушены связи между близкорасположенными нейронами, что соответствует тонкому хирургическому разрезу или несильному сдвигу позвонков.
Тем не менее, уже это является большим достижением. Один из хозяев собаки, отмечает, что это похоже на чудо: «До инъекции наш пес Джаспер не мог ходить и ползал, волоча задние ноги, а теперь он носится вокруг нашего дома и не отстает от других собак».
Уже через 10 минут наблюдались результаты моторного обучения, но только у подопытных мышей: их лапки оставались высоко поднятыми, избегая электрической стимуляции. Этот результат показал, что спинной мозг может ассоциировать неприятные ощущения с положением ног и адаптировать свою двигательную активность таким образом, чтобы избежать неприятных ощущений.
И все это без участия мозга. Двадцать четыре часа спустя они повторили 10-минутный тест, но поменяли местами подопытных и контрольных мышей. Подопытные мыши по-прежнему не поднимали ноги, то есть в спинном мозге сохранилась память о прошлом опыте, который мешал новому обучению. Установив таким образом, что в спинном мозге происходит как непосредственное обучение, так и формирование памяти, команда исследователей приступила к изучению нейронной цепи, которая обеспечивает эти функции.
Они использовали шесть видов трансгенных мышей, у каждой из которых был отключен разный набор спинальных нейронов, и протестировали их на способность к формированию моторной памяти, а затем — к обратному обучению. Было установлено, что задние конечности мышей не адаптировались для избегания электрических разрядов после отключения нейронов в верхней части спинного мозга, особенно тех, которые экспрессировали ген Ptf1a.