Израильские ученые разработали имплант спинного мозга из человеческих клеток для парализованных мышей.
Впервые в мире: ученые Университета «Сириус» разработали мягкий нейроимплант спинного мозга
Доктор медицинских наук, профессор, онколог, гематолог, радиолог лучевой терапевт высшей категории Александр Павлович Серяков в интервью порталу издания «Комсомольская правда» рассказал о причинах и симптомах развития онкологического заболевания, методиках диагностики и лечения. В чем причина этих патологий и как их лечат? Наиболее часто опухоли, локализованные в области спинного мозга, выявляются у людей в возрасте от 30 до 50 лет. Что такое опухоль спинного мозга — Опухоли спинного мозга, — говорит врач-онколог Александр Серяков, — это патологические новообразования злокачественной и доброкачественной природы, которые локализуются в области спинного мозга. Они встречаются редко. Намного реже встречаются незлокачественная гемангиобластома, и злокачественная олигодендроглиома. Причины опухоли спинного мозга у взрослых Истинные причины опухолевого роста, который возникает в области спинного мозга, на сегодняшний день не определены. Учёные выделяют ряд факторов риска, которые могут повышать вероятность опухолевого роста у детей или взрослых, но однозначно не приводят к образованию патологии. Сюда включают: наследственную предрасположенность особенности генов, переданные от родителей детям ; воздействие веществ, обладающих канцерогенными эффектами химические красители, продукты переработки нефти ; развитие лимфомы это злокачественное поражение в области лимфатической системы ; наличие болезни Гиппеля-Ландау по наследству передаётся склонность к росту опухолей, как доброкачественных, так и раковых ; развитие нейрофиброматоза 2-го типа это заболевание, связанное с поломками генов, при котором формируются множественные опухоли — шванномы либо менингеомы в области нервов и нервной системы ; воздействие вредных факторов экологии химические загрязнения, радиационное воздействие ; ведение нездорового образа жизни — курение, приём алкоголя, нерациональное питание; постоянные стрессы; избыточный загар в солярии, на пляже. Нередко влияют сразу несколько факторов и должны создаться особые условия для начала роста опухоли. Симптомы опухоли спинного мозга у взрослых Нет типичных или характерных симптомов только для опухоли, все признаки могут имитировать и другие болезни, особенно на ранних стадиях.
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. Сочетание нейромодуляции имплантирование электродов и генератора для корректировки функций мозга с новым препаратом положительно влияет на восстановление функций ходьбы.
Он добавил, что таких серийных препаратов с использованием стволовых клеток нет, но несколько похожих находятся на этапе клинических исследований, в том числе в Израиле. Представить на рынке российский препарат могут уже в 2025 году. По словам Белоусова, препарат будет востребован у пациентов, получивших ранения на СВО. Кроме того, в дальнейшем его компоненты планируют использовать для лечения при инсультах.
Credit: Nature. DOI: 10. Частичный разрыв спинного мозга привел к тетраплегии — потере функции конечностей. Ходить самостоятельно Герт-Ян Оскам не мог, но «верил, что это возможно», как он сказал на пресс-брифинге. Ранее он участвовал в клиническом испытании STIMO, которое включало пятимесячную программу нейрореабилитации с электростимуляцией спинного мозга. Удалось восстановить способность передвигаться с ходунками, но дальнейших улучшений не было. Установка имплантатов заняла немного времени, после каждой операции пациента выписывали в течение суток, и в последующие 20 месяцев наблюдений требовалась лишь нечастая повторная калибровка. Уже после пятиминутной первичной калибровки BSI поддерживал непрерывный контроль активности мышц-сгибателей бедра нарушения затронули их в наибольшей степени. Мышечная активность увеличилась в пять раз по сравнению с попытками без BSI. Восстановился интуитивный контроль движений ног: Герт-Ян смог стоять, ходить, подниматься по лестнице и даже пересекать пешком сложные ландшафты. После программы нейрореабилитации определенные улучшения наблюдались и при выключенном BSI видео.
Починить спинной мозг: новые терапии на грани фантастики
Когда участник исследования думает о движении руки или кисти, мы «перезаряжаем» его спинной мозг и стимулируем его мозг и мышцы, чтобы помочь восстановить связи, обеспечить сенсорную обратную связь и способствовать выздоровлению. РИА Новости: Бойцы ВС РФ спаслись от дронов ВСУ на машине с "Волнорезом". 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. Ученые-медики вживляют "умный" имплантат в поврежденный участок спинного мозга, из-за которого происходит паралич нижних конечностей.
Ученые создали имплант спинного мозга — он вылечил 80 процентов случаев хронического паралича мышей
Ученые разработали новый метод лечения травмы спинного мозга Читать 360 в Ученые разработали новый метод лечения травмы спинного мозга с помощью нейромодуляции. Научная статья опубликована в Progress in Brain Research. Они предложили пересмотреть сложившуюся практику терапии спастического синдрома. Это одно из главных осложнений после тяжелых травм позвоночника с частичным перерывом спинного мозга, которое приводит к ухудшению состояния пациента и сильно ограничивает возможности реабилитации.
Там расположены вставочные нейроны. Под вставочным нейроном понимается та нервная клетка, которая связана только с другими нейронами. В этом состоит её отличие от чувствительных и двигательных нейронов.
Именно вставочные нейроны решают, отвечать ли организму на воздействие. Сформированный ими сигнал идёт на моторный нейрон. С помощью эфферентного выносящего волокна команда передаётся клеткам-исполнителям. Таким образом,у нас разгибается нога при ударе по коленной чашечке и отдёргивается рука, схватившая горячий предмет. В случае спинальной травмы неизбежно проявится дисфункция тазовых органов, выражающаяся в задержке отделения мочи и стула. Впрочем, даже парезы и плегии — меньшее зло по сравнению со спинальным шоком.
При нём возникает опасное падение артериального давления. Его причина состоит в нарушении баланса между двумя отделами вегетативной автономной нервной системы: симпатики и парасимпатики. Спинальный шок «На пальцах» разницу между ними понять нетрудно. Симпатика отвечает за возбуждение и тонус. Парасимпатика — за торможение и релаксацию. 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.
Установкой «цифрового беспроводного моста»: в череп мужчины внедрили датчики с собственным массивом электродов.
Блок управления получил внешнее беспроводное питание на частоте в 13,56 МГц, считанная мозговая активность транслировалась антенной на частоте в 405 МГц. Впрочем, без дешифратора не обошлось — его мужчине пришлось носить с собой. Алгоритм научили распознавать активность головного мозга и в ответ на команды совершать действия.
В описываемом эксперименте — движения ногами. Затем его обучали синхронизации желаний пациента двигать конечностями с сигналами, отправляемыми к спинному мозгу. В итоге это дало возможность мужчине двигаться по пересеченной местности самостоятельно но с костылями.
В России проведена операция по установке нейростимулятора в спинной мозг
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. Когда ученые исследовали мышей в ходе обратного обучения, то обнаружили, что отключение нейронов, экспрессирующих Ptf1a, не дало никакого эффекта. Вместо этого критически важной оказалась группа нейронов в нижней, вентральной, части спинного мозга, которые экспрессируют ген En1. Когда эти нейроны были отключены на следующий день после обучения навыку избегания стимуляции, спинной мозг вел себя так, как будто он никогда ничему не учился. На второй день исследователи также проверили память, повторив условия первоначального обучения. Они обнаружили, что у мышей контрольной группы задние конечности стабильно достигали положения избегания быстрее, чем в первый день, что свидетельствует о способности к запоминанию. Химические вещества, содержащиеся в обычных бытовых дезинфицирующих средствах, клеях и мебельном текстиле, могут повреждать опорные клетки мозга на критических этапах их развития, говорится в новом исследовании, проведенном на культурах клеток человека и мышей.
Эксперименты показали, что стимуляция с помощью электрического тока восстанавливала подвижность конечностей мышей. Важно отметить, что стимуляция электрического тока была почти на два порядка ниже, чем традиционная стимуляция. Кроме того, возможность программирования электрода позволила сделать движения более сложными и естественными, напоминающими обычную ходьбу. В перспективе такой подход должен значительно упросить лечение пациентов с параличом, а также снизить его стоимость. В настоящее время они продолжают исследования, чтобы подтвердить потенциал и безопасность лечения для организма человека.
Елена Клещенко Повреждения спинного мозга разрывают нейронные пути, необходимые для связи с головным мозгом. Следствием может быть потеря способности двигать ногами и руками, чувствительности и других физиологических функций. По оценкам Всемирной организации здравоохранения ВОЗ , от 250 000 до 500 000 человек ежегодно получают подобные травмы. Предлагаются различные стратегии восстановления нейронных связей, как биологические активация роста аксонов нейронов, трансплантация клеток нейроглии, поддерживающих рост, и т. Однако пока что ни одна стратегия не признана достаточно эффективной и безопасной. Подобную конструкцию они исследовали на обезьянах еще в прошлом десятилетии. 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.
Лапы контрольных мышей также стимулировали током, но делали это неупорядоченно. Всего через 10 минут после начала эксперимента лапы мышей оставались высоко поднятыми, чтобы избежать удара током, — животные обучились. Это доказывает, что спинной мозг и без участия головного может связать неприятное ощущение с определенным положением конечности и скорректировать свою работу. Через сутки ученые повторили тест, и оказалось, что спинной мозг сохранил память о прошлом опыте — лапы мышей быстрее поднимались, принимая позу избегания. Для изучения нейронных цепей, которые делают возможным обучение и запоминание, исследователи повторили эксперимент на трансгенных мышах с «отключенными» нейронами спинного мозга. Им удалось определить две критические группы нейронов: одна была задействована при обучении, другая необходима для «вспоминания» усвоенного.
Всего одна субпопуляция нейронов помогла пациентам начать ходить после паралича
спинного мозга выделяют полный поперечный и парциальный поперечный миелит, а на основании протяженности патологических изменений — продольно распространенный поперечный и продольно ограниченный поперечный миелит [3]. После этого у животного с контузионной травмой спинного мозга была зафиксирована положительная динамика его состояния, в частности, частично восстановилась двигательная активность. Россиянин Спиридонов оценил новость о пересадке мозга хирургом Канаверо. Российские учёные работают над особым типом клеток, на основе которых может быть создан инновационный клеточный продукт, который поможет пациентам с травмами спинного мозга, особенно в ситуациях, когда сформировались постравматические кисты. «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».
Впервые в мире с помощью стволовых клеток восстановили спинной мозг
40-летний мужчина смог снова ходить благодаря "цифровому мосту", который беспроводным способом соединяет головной мозг с участком спинного мозга, сообщает Sky News. Спинной мозг новости восстановления. Повреждения спинного мозга представляют собой серьезную медицинскую проблему, часто означающую паралич и необратимую функциональную потерю для пострадавших. Спинной мозг новости восстановления. Новости науки и техники/.
Ученые вернули возможность ходить мышам с травмами спинного мозга
Спинальный стимулятор вводится с помощью обычной инъекции и быстро приводит к значимым результатам. Новый подход может облегчить реабилитацию пациентов и существенно снизить стоимость лечения. Подпишитесь , чтобы быть в курсе. Существующие сегодня спинальные стимуляторы имплантируются либо в дорсональную поверхность спинного мозга, либо непосредственно в ткань позвоночника. В первом случае есть риски неточного воздействия импланта на целевые нервы, а во втором операция несет риски повреждения ткани, а также проблемы биосовместимости.
Важно не только освободить спинной мозг, а создать вокруг него условия, чтоб он позволял человеку двигаться, поворачивать головой, активно жить», — пояснил врач-нейрохирург РКБ Илья Калинин. Операцию делал молодой нейрохирург Илья Калинин. Он учился сначала в КГМУ, потом в ординатуре нейрохирургического Научного института в Тюмени, писал научные статьи на эту тему. И в этом году получилось так, что появился пациент, который пришел к нему с такой же патологией. Он теперь первый и пока единственный, кто сделал такую операцию в нашей республике. 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.
Сеченова Минздрава РФ разработали цифровую систему, с помощью которой можно оценивать риск развития социально значимых заболеваний на основе иономного профилирования. Система, в частности, позволяет определить склонность к развитию сахарного диабета 2 типа, аутизма у детей, патологий сердечно-сосудистой системы и онкологических заболеваний по результатам анализа на содержание химических элементов в крови, моче или волосах. Практически для всех заболеваний в большей или меньшей степени характерен дисбаланс определенных макро- и микроэлементов, рассказал о сути разработки директор Центра биоэлементологии и экологии человека, д. Так, например, при сердечно-сосудистых заболеваниях отмечается дефицит калия, магния, фосфора, цинка, меди и селена на фоне повышенных показателей натрия, свинца, ртути, кадмия и мышьяка. При сахарном диабете 2 типа наблюдается недостаток калия, магния, цинка, марганца, хрома и ванадия, который нередко сочетается с избытком ртути, селена и мышьяка. При аутизме у детей доминирует дефицит йода, кобальта, селена, марганца, цинка, хрома и магния.
Он подчеркнул, что подобные серийные препараты пока не представлены на рынке, и они планируют запустить клинические испытания уже в 2024 году. Препарат, разработанный на базе стволовых клеток, может стать значимым лечебным средством для пострадавших от травм спинного мозга и в дальнейшем - для пациентов с инсультами.
Ученые создали имплант спинного мозга — он вылечил 80 процентов случаев хронического паралича мышей
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. К тому же учёные говорят, что показатели со временем могут улучшиться.
Сейчас начались испытания на животных. На стендах показали бионические протезы, роботизированную систему УЗИ, квантовые очки с in vitro диагностикой и другие новинки отрасли. Ранее президент Владимир Путин заявил о важности ИИ-технологий, генетики и геномики, нейротехнологии для современной медицины.
Он подчеркнул, что Россия готова сотрудничать с другими странами в передовых медицинских направлениях.
Вышло портативное устройство для поддержки дыхания пациентов с травмами спинного мозга 5 апреля 2023 года американская компания Synapse Biomedical сообщила о выходе системы стимуляции диафрагмы NeuRx NeuRx DPS , предназначенной для пациентов с травмами спинного мозга, которым требуется искусственная вентиляция лёгких ИВЛ. На 2020 г ученые до сих пор не могут досконально объяснить, как же нарушение работы спинного мозга влияет на исчезновение волос на теле.
Лапы контрольных мышей также стимулировали током, но делали это неупорядоченно. Всего через 10 минут после начала эксперимента лапы мышей оставались высоко поднятыми, чтобы избежать удара током, — животные обучились. Это доказывает, что спинной мозг и без участия головного может связать неприятное ощущение с определенным положением конечности и скорректировать свою работу. Через сутки ученые повторили тест, и оказалось, что спинной мозг сохранил память о прошлом опыте — лапы мышей быстрее поднимались, принимая позу избегания. Для изучения нейронных цепей, которые делают возможным обучение и запоминание, исследователи повторили эксперимент на трансгенных мышах с «отключенными» нейронами спинного мозга. Им удалось определить две критические группы нейронов: одна была задействована при обучении, другая необходима для «вспоминания» усвоенного.