«Функциональность имплантов спинного мозга была изучена с использованием тестов in vivo на лабораторных животных, которые показали высокую эффективность предлагаемой технологии для мониторинга и стимуляции нейрональной активности у млекопитающих». Болезни спинного мозга — это патологические состояния, вызванные пороками развития, дегенеративными изменениями, опухолями, сосудистыми нарушениями и повреждениями спинномозгового канала, которые приводят к структурно-функциональным изменениям отделов. MedAboutMe Новости. Целью исследователей было заставить расти в нужном направлении аксоны – отростки нервных клеток, которые и составляют 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. Израильские ученые разработали имплант спинного мозга из человеческих клеток для парализованных мышей.
Life78 показал, как пациенты с травмой спинного мозга начинают ходить
Теперь же с помощью цифрового моста — электродов, помещаемых между спинным мозгом и позвоночником и имитирующих сигналы, которые поступают от головного мозга — был совершен прорыв в медицине. Спинной мозг обладает собственными нейронными сетями, которые выполняют просчёт движений на месте. Что происходит во время травмы? Новости науки и техники/.
Починить спинной мозг: новые терапии на грани фантастики
Мнение редакции может не совпадать с мнением авторов. Скачать презентацию: Медиа-кит При перепечатке или цитировании материалов сайта Mosregion.
Нейростимуляция осуществляется с помощью небольшого прибора-генератора электрических импульсов, который имплантируется в область спинного мозга. Вся система внешне не видна, так как находится под кожей и не стесняет движений пациента. Перед постановкой постоянной нейростимулирующей системы обязательно проводится тестовая стимуляция, при которой врач и сам пациент могут убедиться в эффективности стимуляции с помощью тестового электрода. Если на этом достигнут положительный эффект, то нейростимулятор имплантируется.
Дата публикации: 29 мая 2023 г. Изображение: источника. Цифровой мост позволил ему восстановить естественный контроль над движением его парализованных ног, что позволяет ему стоять, ходить и даже подниматься по лестнице.
Полный перечень лиц и организаций, находящихся под судебным запретом в России, можно найти на сайте Минюста РФ.
Ученые вернули возможность ходить мышам с травмами спинного мозга
| Спинной мозг подсоединили к головному и вернули человеку с травмой позвоночника подвижность | Российские новости. |
| Ученые вернули возможность ходить мышам с травмами спинного мозга — Нож | Однако, новое исследование — это настоящий прорыв. Немецкие ученые научились восстанавливать спинной мозг: последние новости 2021 года Немецкие ученые в значительной степени продвинулись в вопросах генной инженерии. |
| Спинной мозг — все самое интересное на ПостНауке | Врачи соединили мозг парализованного человека со спинным в обход повреждённого участка — он начал ходить Они вживили ему несколько имплантов, которые образовали беспроводную связь между головным и спинным мозгом Новости Несколько имплантов. |
| Ученые КФУ разработали новый метод восстановления спинного мозга - Российская газета | Потому что через так называемый гематоэнцефалический барьер, который отделяет мозг от кровотока, проникают не все противовирусные лекарства. |
| Молодой нейрохирург РКБ впервые в Татарстане провел уникальную операцию на спинном мозге | Новости окружающая среда Спинной мозг беспроводным способом подкл. |
Всего одна субпопуляция нейронов помогла пациентам начать ходить после паралича
| Ученым удалось срастить поврежденный спинной мозг | MedAboutMe | спинного мозга выделяют полный поперечный и парциальный поперечный миелит, а на основании протяженности патологических изменений — продольно распространенный поперечный и продольно ограниченный поперечный миелит [3]. |
| Травматическое повреждение спинного мозга (Continuum, февраль 2024) > MedElement | Все новости Лента новостей Hardware Software События в мире В мире игр IT рынок Новости сайта. |
| Science: Ученые заставили мышей пойти после повреждения спинного мозга - Вести Московского региона | Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Гарвардского университета провели исследование, которое может иметь огромное значение для восстановления спинного мозга после травмы. |
| Спинной мозг. Секреты наружного строения | По сути, был создан беспроводной интерфейс между головным и спинным мозгом, используя технологию интерфейса мозг-компьютер, которая преобразует мысли в действия. |
| Важная победа над природой: как скоро можно будет чинить спинной мозг | До начала разработки импланта изначально они обнаружили новое место для стимуляции, которое располагается очень близко к важнейшим мотонейронам спинного мозга и одновременно доступно без хирургического вмешательства. |
Починить спинной мозг: новые терапии на грани фантастики
Затем iPSCs заключаются в гидрогель на базе сальниковой сумки, чтобы создать имплантаты стволовых клеток. Имплантаты подвергаются 30-дневному процессу дифференцировки, который имитирует эмбриональное развитие СК. Полученные имплантаты нейронов СК, являются полностью аутологичными, и могут быть имплантированы пациенту. Дифференцированные имплантаты моторных нейронов СК сначала были охарактеризованы in vitro. Затем терапевтический потенциал этих имплантатов был оценен в моделях острой и хронической травмы при гемисекции. Были изучены молекулярные, поведенческие и анатомические аспекты.
В настоящее время технология продолжает развиваться в компании Matricelf. Впервые в мире исследователи из Центра регенеративной биотехнологии Sagol при Тель-Авивском университете создали трехмерные ткани спинного мозга человека и имплантировали их в лабораторную модель с длительным хроническим параличом.
До его установки она перенесла несколько сложных операций. В рамках мастер-класса были выполнены также несколько видов высокотехнологичных вмешательств, к примеру, пациентке с угрозой ишемического инсульта было выполнено экстра интро краниальное шунтирование. Суть операции заключается в создании альтернативного пути тока крови в обход пораженного участка сосудистого русла. Обходной участок называется шунтом.
Также в ходе мастер-класса были проведены 9 сложнейших эндоваскулярных операций на спинном мозге, среди которых проведена эмболизация злокачественной опухоли головного мозга с проведением Вада теста. Данный тест используется при планировании нейрохирургических вмешательств для прогнозирования возможных послеоперационных функциональных нарушений.
Все испытуемые перенесли коронавирус в легкой форме, им не потребовалась госпитализация. Средний возраст участников с когнитивными симптомами составил 48 лет по сравнению с 39 годами в контрольной группе. У пациентов с «мозговым туманом» ученые обнаружили в образцах повышенный уровень белка, что говорит о воспалении в мозгу. Также и в крови, и в спинномозговой жидкости исследователи нашли антитела: это говорит о том, что процесс системный, то есть протекает во всем организме.
Хотя цель этих антител неизвестна, вполне возможно, что это могут быть антитела-перебежчики, атакующие сам организм.
Имплантированный чип в головном мозге получал сигналы от нейронов моторной коры, контролирующих движения задних лап, и с помощью беспроводного интерфейса передавал декодированные сигналы на другой имплантат, расположенный ниже повреждения спинного мозга эпидуральная электростимуляция. В результате животные снова смогли ходить. В новой работе представлены результаты эксперимента, в котором участвовал человек с травмой спинного мозга. Два беспроводных регистратора, каждый из которых содержит 64 электрода, в ходе операции были размещены на твердой мозговой оболочке одна из трех оболочек, покрывающих мозг, самая внешняя , над областями, которые участвуют в контроле движений ног. Такой метод отведения потенциалов, при котором электроды располагаются на мозге, называется электрокортикографией, или ЭКоГ; потенциалы имеют большую амплитуду и разрешение, чем при ЭЭГ.
Участки, сильнее всего реагирующие на намерение пошевелить ногами, выбрали с помощью компьютерной томографии и магнитоэнцефалографии. В имплантате также есть две антенны: одна питает его за счет индуктивной связи, а другая, сверхвысокочастотная, транслирует сигналы ЭкоГ в режиме реального времени на портативную базовую станцию ее пока приходится носить в рюкзаке. Третью многоэлектродную решетку имплантировали в твердую оболочку спинного мозга, чтобы сигналы поступали на входные зоны задних корешков. Эти структуры проецируются на сегменты спинного мозга, которые содержат двигательные нейроны, контролирующие мышцы ног. Алгоритм базовой станции декодирует сигналы ЭКоГ и преобразует их в стимулирующие сигналы; они передаются генератору импульсов, он, в свою очередь, стимулирует нейроны спинного мозга, а от них сигналы поступают к мышцам. Схема расположения имплантатов и блока обработки в рюкзаке, преобразующего сигналы головного мозга в сигналы для активации мышц; справа хронофотографии участника и параллельные его движениям операции цифрового моста: спектрограмма активности мозга, вероятность движений левой и правой ноги, вычисленная по этим сигналам, и результирующая модуляция амплитуды стимуляции.
Спинной мозг
Важнейшими участниками этих процессов являются клетки микроглии — иммунные клетки центральной нервной системы», — пояснила первый автор статьи, младший научный сотрудник НИЛ «Генные и клеточные технологии» Эльвира Ахметзянова. Сотрудниками лаборатории было изучено поведение клеток микроглии в условиях моделирования травмы спинного мозга in vitro различной степени тяжести в различные посттравматические периоды острый, подострый и хронический. Клетки микроглии при травме спинного мозга активируются, то есть возникает иммунный ответ, и его степень напрямую зависит от тяжести травмы. В результате активации эти клетки приобретают нейротоксический или нейропротективный фенотип — происходит процесс их поляризации. Они поляризуются спонтанно, но обычно в большей степени происходит поляризация в сторону нейротоксического фенотипа, так как этому способствует выброс провоспалительных молекул разными клетками в эпицентре повреждения. Активация клеток микроглии в случае приобретения нейропротективного фенотипа способствует восстановлению нервной ткани.
Этот тип терапии, управляемой мыслями, меняет правила игры. Наша цель — однажды использовать эту технологию, чтобы дать людям, живущим с параличом, возможность жить более полной и более независимой жизнью. Чад Бутон, разработчик технологии и главный руководитель клинических испытаний 15-часовая операция была проведена Кейту Томасу Keith Thomas. В 2020 году он попал в аварию и повредил позвоночник в районе позвонков C4 и C5, из-за чего полностью утратил чувствительность и способность двигаться ниже груди.
Операция позволила Томасу частично вернуть чувствительность и контроль руками. Более того, в то время как в большинстве подобных экспериментов речь идёт о нейрокомпьютерном интерфейсе и пациент может управлять силой мысли теми же протезами только в лаборатории, Томасу повезло больше: за пределами лаборатории после операции он сохраняет контроль и чувствительность на определённом уровне.
Используем биорастворимые полимеры, которые близки по механическим характеристикам к нативным тканям спинного мозга сотрудник лаборатории Элеонора Зеленова По ее словам, исследователи создали направленную наноструктуру, к которой прикрепляются клетки, образуя новые пути. Зеленова подчеркнула, что сейчас не существует терапии поврежденного спинного мозга.
Однако у их наноструктур есть большое будущее. Разработка уже доказала свою эффективность на клеточных культурах.
Выживает среди них только треть. В основном это молодые люди в возрасте 20-25 лет. Большинство из них остается парализованными на всю жизнь. Ученые предложили чаще использовать нейростимуляцию спинного мозга электричеством с помощью небольшого вживляемого стимулятора.
Science: Ученые заставили мышей пойти после повреждения спинного мозга
РИА Новости: Бойцы ВС РФ спаслись от дронов ВСУ на машине с "Волнорезом". Читайте самые интересные и обсуждаемые посты по теме Спинной мозг. Читайте самые интересные и обсуждаемые посты по теме Спинной мозг. Новости науки и техники/. Израильские ученые разработали имплант спинного мозга из человеческих клеток для парализованных мышей. Все новости Лента новостей Hardware Software События в мире В мире игр IT рынок Новости сайта.
Ученые создали имплант спинного мозга — он вылечил 80 процентов случаев хронического паралича мышей
Российские новости. 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. Столь необычный способ управления кресла в первую очередь предназначен для страдающих повреждением спинного мозга, передают американские СМИ. По сути, был создан беспроводной интерфейс между головным и спинным мозгом, используя технологию интерфейса мозг-компьютер, которая преобразует мысли в действия.
Новое открытие учёных о спинном мозге
Россиянин Спиридонов оценил новость о пересадке мозга хирургом Канаверо. Исследователи разработали и внедрили «мозго-спинномозговой интерфейс» (BSI), который образует неврологическую связь с использованием беспроводного цифрового моста между спинным мозгом и головным мозгом человека. Теперь же с помощью цифрового моста — электродов, помещаемых между спинным мозгом и позвоночником и имитирующих сигналы, которые поступают от головного мозга — был совершен прорыв в медицине. Первых испытателей компания отберет из числа пациентов с параличом из-за травмы шейного отдела спинного мозга или бокового амиотрофического склероза, говорится в сообщении Neuralink.
Спинной мозг. Секреты наружного строения
Одна из задач Десятилетия — рассказать, какими научными именами и достижениями может гордиться наша страна. В течение всего Десятилетия при поддержке государства будут проходить просветительские мероприятия с участием ведущих деятелей науки, запускаться образовательные платформы, конкурсы для всех желающих и многое другое.
С одной стороны, есть масса исследовательских попыток напрямую зарастить повреждение в спинном мозге, простимулировать рост нервов , чтобы пучки нервов до места травмы и после нашли друг друга, чтобы нейронная спинномозговая «электропроводка» снова стала непрерывной. Доброволец, чьи ноги были парализованы после несчастного случая одиннадцать лет назад, тренируется согласовывать работу нейроинтерфейса и спинномозгового имплантата. Потому что спинной мозг — это не просто шлейф проводов, передающий сообщения между центрами головного мозга и подведомственными им органами. Если говорить о скелетных мышцах, то спинномозговые нейроны образуют довольно сложные специализированные сети, ответственные за сохранение равновесия, координацию при ходьбе, контролирующие скорость и направление движения и т. 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.
Стимулируя двигательные сети спинного мозга, можно научить его управлять ногами, которые после травмы остались парализованными. Много лет назад сотрудники Федеральной политехнической школы Лозанны вместе с коллегами из других научных центров начали экспериментировать с такой стимуляцией. Мы неоднократно писали об этих экспериментах. Когда мы говорим «стимуляция спинного мозга», нужно помнить, насколько непросто простимулировать спинномозговые нейроны так, чтобы получить правильную последовательность движений. 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.
А теперь медики предлагают воздействовать лишь на его отдельные участки. Рассмотрим на примере крысы новый метод восстановления спинного мозга. 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.
На упрощённой схеме видно, что центры, отвечающие за иннервацию органов, расположены в порядке иерархичности сверху вниз. В случае спинальной травмы без нормальной иннервации остаётся всё, находящееся ниже места разрыва. Релакс может быть очень плохим, особенно когда им занимаются кровеносные сосуды. Их стенка расслабляется, падает перфузионное давление — и клетки остаются без кислорода из кровотока.
Продукты распада тоже никто не выводит. Сначала клетки пытаются бороться. По мере исчерпания ресурсов они переходят на более экономный путь извлечения энергии. Детский вопрос: зачем мы дышим? И правда, зачем людям вообще нужен кислород? Биохимики знают ответ. Кислород — краеугольный камень цикла Кребса.
Именно на кислороде пересекается три принципиально важных пути метаболизма: клеточное дыхание, гликолиз и электрон-транспортная цепочка. Цикл Кребса — это биохимическая топка, лежащая в основе снабжения организма энергией. Поначалу он кажется глобальным и монструозным, хотя в биохимии бывают и другие штуки, более трудные для восприятия. Например, орнитиновый цикл. Так или иначе, все пути метаболизма рано или поздно замкнутся на цикле лимонной кислоты. При отсутствии кислорода метаболизм переключается на анаэробный путь. При нём возникает меньше энергии, а ещё — изменение pH крови в кислую сторону.
Показатель pH — величина логарифмическая. Это значит, что численный показатель изменяется на одну величину при увеличении или уменьшении в соответствующее количество раз. Со школьной скамьи мы знаем разницу между кислотами и основаниями. Мол, кислота — это водород с кислотным остатком, а щёлочь — металл с ним же. В биохимии всё немного иначе. Тут кислота — любой донор электронов, а основание, соответственно, будет его акцептором. Всё бы ничего, но атом, получивший положительный или отрицательный заряд становится ионом.
Ионы проявляют высокую химическую активность и ведут себя крайне агрессивно, особенно в отношении клеточных мембран. Нарастающий ацидоз ломает клеточные мембраны, что приводит к выходу продуктов распада и литических ферментов. В норме литические ферменты сидят запертыми в специальных органеллах клетки. Вырвавшись наружу, эти вещества начинают переваривать всё подряд. В такой ситуации становится как-то не до гемодинамики. Падение артериального давления становится катастрофическим. Сердце вроде бы качает кровь, лёгкие работают, но тело всё равно страдает от гипоксии.
Спинальный шок, как и все экстремальные состояния, находится в ведении анестезиологии-реаниматологии. Этот раздел медицины занимается протезированием жизненно важных функций. Интенсивная терапия шоков — дело сложное, крайне дорогое и не всегда успешное. Организм человека обладает резервом прочности за счёт буферных систем, но, будучи выбитым из равновесия, моментально уходит в крутое пике. Каждый новый виток патофизиологического круга усиливает предыдущий, и последствия могут быть самыми плачевными. Спинномозговые имплантаты Допустим, человека удалось спасти. Его жизнедеятельности ничто не угрожает, но он остаётся прикованным к кровати.
Можно ли вернуть спинальному пациенту возможность активных движений? Сейчас мы способны утвердительно ответить на этот вопрос. Путь к реабилитации предлагает индустрия нейропротезирования. Блог FirstVDS уже писал о современной бионике. Мы освещали бионическое протезирование конечностей , глаз , ушей , немного коснулись искусственного производства внутренних органов методом биопринтинга. В контексте сегодняшнего материала всё куда сложнее. Нервная система биологична, высокоорганизованна и подчиняется законам кибернетики.
Она работает на каскадах электрохимических процессов в нейронах. Нервные сети накладываются друг на друга, порой самым неочевидным образом. Они сильно подвержены индивидуальной изменчивости. После нашего экскурса в анатомию читатель видит, насколько сложная задача стоит перед производителями спинномозговых имплантатов. Если рука или даже глаз кое-как согласны мириться с бионикой, то полностью помирить мозг и металл ещё никому не удалось. Впрочем, существует несколько обходных тропинок. В XXI веке мы не способны заменить головной или спинной мозг, но можем помочь электрическим импульсам в прохождении места разрыва.
Этот материал создавался на основе статьи « Walking naturally after spinal cord injury using a brain—spine interface », опубликованной в журнале «NATURE» 24 мая 2023 года. В ходе исследования учёные смогли восстановить активные движения ног с помощью спинномозгового электростимулятора. Он представляет собой цифровой мост, установленный в эпидуральном пространстве. Спинной мозг оплетён тремя оболочками: твёрдой, мягкой и паутинной. Твёрдая мозговая оболочка, она же dura mater, является вторым защитным звеном после костей. Установив имплантат на неё, можно добиться непосредственного контакта стимулятора с мозгом. Мост восстанавливает контакт между корой головного мозга и отделами ЦНС, находящимися ниже места разрыва.
Благодаря имплантату человек возвращает способность ходить, избегать препятствий и даже подниматься по лестнице. Схема спинномозгового имплантата Два кортикальных имплантата состоят из 64 электродов. Электронные компоненты окружены корпусом из титанового сплава. Этот материал биологически инертен и практически невидим для иммунной системы. Внутренняя поверхность имплантата плоская. Она несёт матрицу из 64 платиново-иридиевых электродов диаметром в 2 мм с шагом в 4,5 мм. Так обеспечивается первый этап: запись сигнала, его регистрация и модуляция.
Подробнее об этих вопросах будет рассказано в следующей части статьи.
Прорыв в лечении поврежденного спинного мозга
Шейные позвонки зажали спинной мозг. Читайте самые интересные и обсуждаемые посты по теме Спинной мозг. Нейростимуляция осуществляется с помощью небольшого прибора-генератора электрических импульсов, который имплантируется в область спинного мозга. Что происходит во время травмы? Ученые предложили чаще использовать нейростимуляцию спинного мозга электричеством с помощью небольшого вживляемого стимулятора. Создан препарат со стволовыми клетками для лечения спинного мозга.