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. Вести с полей: спинной мозг и движение. Потому что через так называемый гематоэнцефалический барьер, который отделяет мозг от кровотока, проникают не все противовирусные лекарства. После нанесения этим подопытным мышам травм с повреждением спинного мозга в их эпендимальных клетках включалась программа превращения в олигодендроциты, которые затем мигрировали в места демиелинизации аксонов и ремиелинизировали их.
Ученых заинтересовал спинной мозг в контексте проблем с памятью после COVID-19
Кроме того, отечественными учеными разработан метод неинвазивной стимуляции нейронов спинного мозга с помощью накожных электродов. Накожная стимуляция позволяет не так избирательно, но все-таки активировать разные части нейронной сети в спинном мозге. Этот подход имеет все шансы войти в клиническую практику для восстановления пациентов с локомоторными нарушениями», — подвел итог Юрий Петрович Герасименко. Текст: Виталина Власова Съезд организован Физиологическим обществом им. Павлова и Институтом эволюционной физиологии и биохимии им. Сеченова РАН и посвящен 300-летию Российской академии наук и включен в инициативу «Работа с опытом» Десятилетия науки и технологий. Материал подготовлен при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий».
Пациентом, которому была проведена операция, оказался 49-летний Игорь Мельников, который страдал от застарелого перелома позвонка. От этого мужчина испытывал сильные боли. В ходе операции устройство подключается непосредственно к спинному мозгу.
Метод электростимуляции достаточно эффективен, так как позволяет избежать нежелательных побочных эффектов в виде воздействия лекарства на печень и почки.
Он остался парализованным, но уже через несколько дней после того, как хирурги откалибровали имплантаты, он заметил улучшения. В течение пяти минут я мог управлять своими бедрами".
Герт-Ян Оскам С тех пор, после долгих тренировок, пациент смог ходить, подниматься по лестнице и преодолевать пандусы. Он также вновь открыл для себя походы с друзьями в бар. Имплантаты оставались эффективными и через год, в том числе и тогда, когда Оскам находился дома без присмотра врачей.
Его лечением занимались неврологи и нейрохирурги из швейцарской Университетской больницы Лозанны, Университета Лозанны и Швейцарского федерального технологического института Лозанны. Сами имплантаты разработала Французская комиссия по атомной энергии.
Из-за повреждения позвоночника, а с ним и спинного мозга, нарушается связь между головным и спинным мозгом. Нейроны двух органов не могут обмениваться сигналами, поэтому человек перестает двигаться ниже места повреждения, возникает паралич. 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. Исследования, которые начинались с опытов на крысах, перешли к главной стадий — к испытанию на людях.
Как работает технология?
- Спинной мозг. Секреты наружного строения
- Нейроинтерфейс между спинным и головным мозгом позволил ходить паценту с травмой позвоночника
- Читайте также
- Спинной мозг. Секреты наружного строения
- Симптоматика
- Человеческому мозгу вернули контроль над парализованными ногами | Наука и жизнь
Починить спинной мозг: новые терапии на грани фантастики
При тестировании задние лапы подопытных мышей свободно свисали, и если лапа слишком сильно опускалась вниз, то подвергалась удару электрического тока. 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.
Юрий Герасименко. Фото: ИЭФБ РАН Долгое время считалось, что основная функция спинного мозга — лишь передача сигналов от головного мозга к мотонейронам в исполнительных органах и обратная передача сенсорной информации. Поэтому, если у человека, например из-за травм нарушалась связь между головным и спинным мозгом, полагали, что он больше никогда не сможет самостоятельно передвигаться. Однако ученые обнаружили, что в спинном мозге существует собственная спинальная нейронная сеть, отвечающая за локомоцию, то есть движение. Автор доклада с коллегами решили выяснить, что может сам по себе спинной мозг при нарушении его связи с головным мозгом , если искусственно стимулировать активность спинальных нейронов. Российские исследователи, а также их американские коллеги независимо друг от друга провели эксперименты на животных кошках и мышах , которые показали, что при стимуляции спинного мозга обездвиженным животным действительно можно вернуть способность ходить. В качестве стимуляторов ученые протестировали множество нейромедиаторов и подобрали такой состав соединений, эффект которого столь хорош, что локомоция больных животных перестает отличаться от движений здоровых. Кроме того, исследовательский коллектив под руководством Юрия Петровича Герасименко проверил эффективность стимуляции спинного мозга при реабилитации людей со спинальными травмами.
Ожидается, что испытания на людях состоятся в конце 2024 или начале 2025 года в Израиле, США и Канаде. Каждый год от 250. Около 90 процентов случаев связаны с несчастным случаем, падением или насилием. Экзосомы, также известные как внеклеточные везикулы, представляют собой наночастицы, естественным образом присутствующие в организме и выделяемые клетками. Они обладают уникальной способностью транспортировать биологический «груз» к определенным клеткам и воспаленным тканям, перемещаясь во внеклеточном пространстве и проникая через клеточные мембраны.
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.
Ученые создали имплант спинного мозга — он вылечил 80 процентов случаев хронического паралича мышей
Десятилетие науки и технологий в России Российская наука стремительно развивается. 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.
Фото с сайта telegraph. Им удалось восстановить целостность спинного мозга крыс с помощью нейронов, полученных из стволовых клеток.
Клетки начали функционировать подобно другим клеткам спинного мозга — они формировали полноценные синапсы, что помогло вернуть крысам подвижность. Попытки «починить» спинной мозг таким образом предпринимались давно, однако никому из ученых ранее не удавалось достичь успеха. Фото с сайта independent. Впрочем, пока о клинических испытаниях терапии на людях говорить преждевременно.
В ближайшее время авторы протестируют разработанную ими технологию на более крупных животных. Чуть раньше были опубликованы результаты исследований австралийских ученых из Университета Нового Южного Уэльса. Им удалось перепрограммировать клетки костной и жировой тканей в индуцированные мультипотентные стволовые клетки, способные участвовать в регенерации любых тканей. Команда ученых уже успешно испытала полученные стволовые клетки на мышах.
Теперь ученые считают, что в 2017 году они смогут протестировать клетки на людях. С помощью новых клеток авторы планируют лечить паралич и справиться с другими заболеваниями, например, с хроническими болями в спине или последствиями травм. В октябре 2014 года в журнале Cell Transplantation был опубликован отчет о еще одной инновационной медицинской технологии , разработанной группой польских и английских медиков во главе с нейрохирургом Павлом Табаковым. Сорокалетний Дерек Фидика в 2010 году после удара ножом в спину оказался парализован от груди и ниже.
После двух лет безуспешной терапии медики решились на экспериментальный вид лечения. Врачи провели операцию по извлечению обонятельной луковицы пациента, затем в специальных условиях были выращены особые клетки обонятельной выстилки носа, известные своей способностью проводить нервные импульсы. После этого были сделаны микро-инъекции клеток в область повреждения спинного мозга. Наконец, в ту же область были имплантированы четыре полоски нервной ткани.
По словам врачей, пересаженные клетки, прижившись в спинном мозге, стали выполнять функцию по проведению нервных импульсов между клетками самого мозга, таким образом способствуя их регенерации и восстановлению активности. Уже спустя три месяца после вмешательства пациент почувствовал первые изменения, ощутив мышцы собственной ноги.
Нейроны двух органов не могут обмениваться сигналами, поэтому человек перестает двигаться ниже места повреждения, возникает паралич. 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. Исследования, которые начинались с опытов на крысах, перешли к главной стадий — к испытанию на людях. В новом устройстве, в отличие от предыдущих экспериментальных образцов, электроды соединяют уже сам головной мозг со спинным.
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».
Спинной мозг. Секреты наружного строения
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». В настоящее время ученые работают над созданием матриц, которые «укажут» клеткам OEC куда надо расти, чтобы восстановить связь в позвоночнике.
Подобная технология сможет обеспечить восстановление нейронных связей даже при потере большого количества нейронов, как бывает, например, в случае компрессионных переломов. Пока идет работа над полным излечением травм спинного мозга, ученые из Case Western Reserve University и клиники Кливленда пытаются хотя бы частично улучшить состояния людей с очень серьезными повреждениями нервной ткани. В случае с обширной потерей нейронов пока почти нет надежды на полное исцеление, но для пациентов было бы большим облегчением восстановить хотя бы частичную функциональность парализованной части туловища. Успехи в этой области уже есть, и они весьма существенные.
Американским ученым удалось восстановить у подопытных крыс контроль над мочевым пузырем, причем потеря контроля произошла в результате серьезной травмы позвоночника: полного перерезания позвоночного столба с массивной потерей нейронов. С помощью двух десятков нервных волокон ученые соединили разорванный спинной мозг. На рисунке видны нервные волокна и тонкий металлический проводок, защищающий новое нервное соединение от обрыва Ученые не ставили перед собой задачу полностью вернуть подопытным мышам подвижность — это было невозможно при такой серьезной травме. Вместо этого была проделана кропотливая работа по пересадке нервной ткани из груди крыс в место повреждения в позвоночнике.
Спустя много месяцев нейроны, подпитанные специальными химическими веществами и факторами роста, смогли прорасти навстречу разорванным участкам спинного мозга и соединить его через огромный по медицинским меркам разрыв шириной более 5 мм. В итоге получилось тонкое, всего в примерно 20 нервных волокон, соединение, которое, конечно, не могло полностью восстановить функциональность спинного мозга.
Поскольку у пациента остались электроды в позвоночнике на спинном мозге , учёные решили подавать на них управляющий сигнал из головного мозга. Для этого потребовалось организовать цифровой беспроводной мост, поскольку нервная ткань между спинным и головным мозгом была разорвана в результате травмы. Для считывания сигналов из головного мозга в череп пациенту были имплантированы датчики со своими массивами электродов.
Блок управления электродами получал внешнее индуктивное беспроводное питание на частоте 13,56 МГц, а считанная мозговая активность передавалась другой антенной — дециметровой на частоте 405 МГц. Данные принимались и расшифровывались приёмным устройством возможно, ноутбуком , который пациент был обязан носить в рюкзаке за спиной. Сначала алгоритм научили распознавать активность головного мозга в ответ на команды совершать те или иные движения ногами, а затем его обучили синхронизировать желания пациента двигать конечностями с сигналами, передаваемыми к спинному мозгу и дальше к целевым мышцам ног.
Юрий Палатенко, коммерческий директор «Медбиотех»: «Нам часто задают вопрос, почему мы не работаем с западными странами, с западными фирмами. Ответ очень простой: имея рядом такой огромный рынок, как Россия, было бы смешно уходить на сторону». Уральские производители оборудования горды своей продукцией настолько, что готовы открыто и заслужено хвалиться.
Дмитрий Егоров, заместитель генерального директора уральского завода «ООО Медин-Урал» : «Все сделано из наших российских материалов, а данный компрессор и дистрактор сделаны их уральского титана, вся продукция Уральского региона. Можно сказать, даже узко, не российский, а уральский производитель». Российской ассоциации почти 15 лет. Продвинулись далеко. Сами признаются, что земля и небо в сравнении с началом 2000-х. Пока в Бурденко идет съезд, работа института, конечно, не останавливается.
Наталья, которой операцию сделали два дня назад, лежит в палате в соседнем от места проведения съезда корпусе.
Кроме того, в дальнейшем его компоненты планируют использовать для лечения при инсультах. Третий конгресс молодых ученых работает в Парке науки и искусства "Сириус" 28-30 ноября. Он является ключевым ежегодным событием Десятилетия науки и технологий и предоставляет крупнейшую площадку для диалога передовой и фундаментальной науки, государственной власти и реального сектора экономики.
ТАСС является генеральным информационным партнером конгресса.
Ученые КФУ разработали новый метод восстановления спинного мозга
Однако последние исследования помогают лучше понять проблему. У большей части из них были когнитивные нарушения. 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.
К примеру, в конце июня 2017 года в Центральном научно-исследовательском институте травматологии и ортопедии им. Приорова была выполнена уникальная операция на спинном мозге: имплантация нейростимулятора.
Пациентом, которому была проведена операция, оказался 49-летний Игорь Мельников, который страдал от застарелого перелома позвонка. От этого мужчина испытывал сильные боли.
Данные принимались и расшифровывались приёмным устройством возможно, ноутбуком , который пациент был обязан носить в рюкзаке за спиной. Сначала алгоритм научили распознавать активность головного мозга в ответ на команды совершать те или иные движения ногами, а затем его обучили синхронизировать желания пациента двигать конечностями с сигналами, передаваемыми к спинному мозгу и дальше к целевым мышцам ног. В результате обучения цифровой интерфейс помог пациенту делать то, что ему стало недоступно после травмы — ходить по пересечённой местности и удерживать баланс с костылями. Платформа работала хорошо также в домашних условиях, а не только под присмотром врачей. Более того, часть путей нейронов в головном мозге смогла перестроиться, и пациент ряд действий мог совершать даже без искусственной стимуляции. Когда-нибудь, отмечают исследователи в своей статье в Nature, подобные технологии смогут вернуть к активной жизни людей с травмами позвоночника.
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.
Травматическое повреждение спинного мозга (Continuum, февраль 2024)
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. Работа лишь одной субпопуляции нейронов спинного мозга помогла пациентам с параличом снова двигаться. Для терапии травм спинного мозга авторы статьи, использовали электростимуляцию клеток поясничного отдела. РИА Новости: Бойцы ВС РФ спаслись от дронов ВСУ на машине с "Волнорезом".
Всего одна субпопуляция нейронов помогла пациентам начать ходить после паралича
Теперь нейробиологи восстановили связи так, чтобы волокна соединялись с поврежденными зонами. Исследователи провели опыт на мышах с относительно легкими травмами, а также на грызуне с серьезным повреждением спинного мозга. С начала 2023 года в клинике реабилитации ФГБУ «НМХЦ им. Н.И. Пирогова» МЗ РФ проводится исследование: «Эффективность функциональных и силовых тренажеров Ильясова в реабилитации пациентов после травмы шейного отдела спинного мозга». При частичном повреждении спинной мозг может передавать некоторые сигналы в головной мозг и наоборот, поэтому такие пациенты обладают некоторой чувствительностью и даже некоторыми моторными функциями ниже пораженной области.
Новости партнеров
- Результаты исследований
- Спинномозговые имплантаты. Новая эра нейротехнологий / Хабр
- Информация
- Формирование новых нейронов спинного мозга возможно?
- Впервые в мире с помощью стволовых клеток восстановили спинной мозг
- СВЯЗАТЬСЯ С РЕДАКЦИЕЙ
Спинной мозг
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. Потому что через так называемый гематоэнцефалический барьер, который отделяет мозг от кровотока, проникают не все противовирусные лекарства. А в участок спинного мозга, контролирующий движения ног, был имплантирован электронный нейростимулятор, который, стимулируя спинной мозг, заставляет его активизировать мышцы нижних конечностей. В Университете МИСИС разработали прототип нейроимплантата, который поможет восстанавливать функции спинного мозга после травм и повреждений.