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. написали исследователи. Нейроинтерфейс, соединяющий спинной и головной мозг, позволил пациенту с повреждением спинного мозга лучше ходить — сначала со стимуляцией, а потом и без нее.
Человеческому мозгу вернули контроль над парализованными ногами
Нейроинтерфейс, соединяющий спинной и головной мозг, позволил пациенту с повреждением спинного мозга лучше ходить — сначала со стимуляцией, а потом и без нее. Человеку с травмой шейного отдела спинного мозга имплантировали электроды в головной и спинной мозг, чтобы заменить разорванные нейронные связи «цифровым мостом» — BSI (brain-spine interface). Ученые-медики вживляют "умный" имплантат в поврежденный участок спинного мозга, из-за которого происходит паралич нижних конечностей. Этот препарат призван помочь в лечении травм спинного мозга, устраняя воспалительный процесс и способствуя более эффективной реабилитации, пишет ТАСС.
Ученые восстановили разрушенный спинной мозг
Это позволило предположить, что восстановлением активности после паралича занимается другая группа нейронов, которая не выполняет рутинную двигательную функцию. Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи создали мышиную модель травмы спинного мозга, а также и терапевтическую систему стимуляции и механической поддержки веса тела при ходьбе. Чтобы исследовать, как нейроны мышей реагируют на терапию, ученые создали целый атлас клеток, основанный на экспрессии их генов и расположении в спинном мозге. Для этого биологи использовали секвенирование РНК в каждом из ядер клеток отдельно snRNA-seq и нанесли результаты секвенирования на проекцию спинного мозга. Так удалось выделить 36 субпопуляций, основанных на работе маркерных генов. Чтобы выделить ту субпопуляцию, которую исследователи искали принимающую участие в реабилитации , биологи использовали метод приоритезации.
Алгоритм машинного обучения Augur выделил в построенном атласе те нейроны, экспрессия которых больше всего менялась при реабилитации. Оказалось, что есть группа нейронов, которая меняет свою экспрессию в ответ на все параметры терапии.
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.
Теперь пациентам имплантировали матрицу из 16 электродов в нужные участки спинного мозга, что позволило стимулировать произвольные движения у людей, ранее полностью неспособных двигаться. Более того, пациенты смогли управлять еще и интенсивностью движений, и силой сокращения мышц.
Долгосрочные наблюдения за больными, получавшими электродную стимуляцию, позволили убедиться, что после терапии человек действительно может самостоятельно ходить, используя дополнительную поддержку поручни, опоры только для сохранения баланса. Она пока очень дорогостоящая и используется в научных, а не клинических целях. 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.
В реальности травмы мозга обычно связанны с обширным повреждением нервной ткани позвоночника, с гибелью участков протяженностью в 0,5-1 см. Полностью соединить такой разрыв нервных путей ученые до сих пор не могут. Поиск решения Казалось бы, при нынешнем уровне развития техники «перебросить» набор электрических импульсов от одного нервного пучка к другому не очень сложно. 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.
Нейрохирурги ВКО поделились опытом имплантации нейростимулятора в спинной мозг
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.
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. Программная составляющая кодирует и модулирует сигналы.
Впоследствии они отправляются к имплантируемому генератору импульсов. Имплантируемый генератор импульсов общается с пояснично-крестцовым отделом позвоночника с помощью 16 электродов. Они выполняют селективную активацию скелетной мускулатуры. Кортикальный имплантат состоит из 2 блоков по 64 электрода. Носимый процессор выступает электрическими мозгами системы. Многие сложные процедуры обработки данных выполняются именно этой частью нейроимплантата.
Здесь видны данные МРТ. Красным обозначены кортикальные поля, ответственные за движение. Справа можно увидеть две круглые структуры. Так выглядят кортикальные имплантаты, «сидящие» на головном мозге. Для эффективной установки спинального имплантата нужно знать особенности индивидуальной анатомии. Красными прямоугольниками обозначены 16 электродов, стоящие на уровне 11 грудного и 1 поясничного позвонка.
Мозговая бионика имеет свои особенности.
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.
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. Нами, а также другими авторами, было доказано существование клеток промежуточного фенотипа», — рассказывает руководитель Центра превосходства «Персонифицированная медицина» и НИЛ «Генные и клеточные технологии» КФУ Альберт Ризванов. Исследователи КФУ выявили закономерность: чем серьезнее травма спинного мозга, тем ниже способность микроглии к делению и уничтожению чужеродных частиц и поврежденных клеток во всех посттравматических периодах. Это открытие поможет в разработке новых подходов к лечению травм спинного мозга.
Полученные учеными НИЛ «Генные и клеточные технологии» новые научные результаты будут способствовать лучшему пониманию механизмов, происходящих в нервной ткани после травмы спинного мозга, и разработке новых методов лечения больных с такими травмами.
Парализованный мужчина начал ходить с помощью "моста" между головой и спинным мозгом
Все новости Лента новостей Hardware Software События в мире В мире игр IT рынок Новости сайта. «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». Спинной мозг новости восстановления. Немецкие ученые научились восстанавливать спинной мозг: последние новости 2021 года. Они создали из стволовых клеток каркасы, которые можно успешно имплантировать в спинной мозг с целью восстановления повреждений нервов. Повреждения спинного мозга представляют собой серьезную медицинскую проблему, часто означающую паралич и необратимую функциональную потерю для пострадавших.
Впервые в мире с помощью стволовых клеток восстановили спинной мозг
Спинной мозг новости восстановления. Новости науки. от исследовательских организаций. Генетически модифицированные нервные стволовые клетки демонстрируют многообещающий терапевтический потенциал при повреждении спинного мозга. Столь необычный способ управления кресла в первую очередь предназначен для страдающих повреждением спинного мозга, передают американские СМИ. 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.
Российский нейроимплант поможет двигаться пациентам с травмами спинного мозга
При этом давно предполагалось, что спинной мозг активно участвует в обучении двигательным навыкам: об этом свидетельствовали данные, что двигательную активность, курируемую спинным мозгом, можно менять без помощи головного мозга. Яркое доказательство — результаты экспериментов на насекомых с удаленной головой, в которых их ноги «обучали» избегать неприятного внешнего воздействия. Эти опыты говорят о важности для обучения не только центральной, но и периферической нервной системы. Но как это происходит на уровне клеток и нейронных связей, оставалось непонятным.
Сейчас исследователи из Японии и Бельгии разработали похожую экспериментальную схему, где подопытными были уже не насекомые, а млекопитающие — лабораторные мыши. При тестировании задние лапы подопытных мышей свободно свисали, и если лапа слишком сильно опускалась вниз, то подвергалась удару электрического тока.
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. Нами, а также другими авторами, было доказано существование клеток промежуточного фенотипа», — рассказывает руководитель Центра превосходства «Персонифицированная медицина» и НИЛ «Генные и клеточные технологии» КФУ Альберт Ризванов. Исследователи КФУ выявили закономерность: чем серьезнее травма спинного мозга, тем ниже способность микроглии к делению и уничтожению чужеродных частиц и поврежденных клеток во всех посттравматических периодах.
Бакулева" Зарплата 65 000 руб. Жильё предоставляется, заработная плата зависит от квалификационной категории, стажа, результатов работы за отчетный период, Соц. Жильё предоставляется, на 0,25 ставки, Выплата по программам «Земский доктор» 1,5 млн, «Вятский медик» 500 тыс. Жильё предоставляется, Размер заработной платы зависит от квалификационной категории, стажа, итогов работы и т.
По словам профессора Скального, исследования, проведенные в Сеченовском Университете, также показали, что дефицит некоторых жизненно важных химических элементов объединяет и онкологические заболевания. Например, рак почки, легкого и колоректальный рак.
В первую очередь, речь идет о дефиците цинка и селена, обладающих противовирусной активностью и защищающих организм от воспаления и окислительного стресса. Кроме того, у пациентов с этими заболеваниями нередко наблюдается избыток таких токсических элементов, как мышьяк, кадмий, свинец, таллий, алюминий и бериллий. Первые подтверждения перспективности такого подхода получены при анализе образцов сыворотки крови пациентов из биобанка Научно-технологического парка биомедицины Сеченовского Университета». Для оценки рисков возникновения заболевания необходимо ввести в разработанную компьютерную программу результаты анализа элементного профиля по заданным параметрам.