40-летний мужчина смог снова ходить благодаря "цифровому мосту", который беспроводным способом соединяет головной мозг с участком спинного мозга, сообщает Sky News. Статья Спинной мозг, Травмы, Выпущено вживляемое в тело устройство для реабилитации людей с травмами спинного мозга, Вышло портативное устройство для поддержки дыхания пациентов с травмами спинного мозга.
ПОДПИСАТЬСЯ НА РАССЫЛКУ
- Как работает технология?
- Прорыв в лечении поврежденного спинного мозга
- Публикации
- Спинномозговые имплантаты. Новая эра нейротехнологий / Хабр
- Новости партнеров
лучшее за месяц
- Ученые КФУ разработали новый метод восстановления спинного мозга
- СВЯЗАТЬСЯ С РЕДАКЦИЕЙ
- Причины опухоли спинного мозга у взрослых
- Подпишитесь на ежемесячную рассылку новостей и событий российской науки!
Ученые создали имплант спинного мозга — он вылечил 80 процентов случаев хронического паралича мышей
Несколько этапов экспериментов на мышах показали ученым возможность регенерации нейронов спинного мозга после травм позвоночника. Исследователи разработали и внедрили «мозго-спинномозговой интерфейс» (BSI), который образует неврологическую связь с использованием беспроводного цифрового моста между спинным мозгом и головным мозгом человека. Новости 16 апреля. Несколько этапов экспериментов на мышах показали ученым возможность регенерации нейронов спинного мозга после травм позвоночника.
ПОДПИСАТЬСЯ НА РАССЫЛКУ
- Вести с полей: спинной мозг и движение
- Новости партнеров
- Причины опухоли спинного мозга у взрослых
- Science: Ученые заставили мышей пойти после повреждения спинного мозга - Вести Московского региона
- Ученые разработали новый метод лечения травмы спинного мозга
- Ученые вернули возможность ходить мышам с травмами спинного мозга
Новое открытие учёных о спинном мозге
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). спинного мозга выделяют полный поперечный и парциальный поперечный миелит, а на основании протяженности патологических изменений — продольно распространенный поперечный и продольно ограниченный поперечный миелит [3]. Вести с полей: спинной мозг и движение. Ученые-медики вживляют "умный" имплантат в поврежденный участок спинного мозга, из-за которого происходит паралич нижних конечностей. MedAboutMe Новости. Целью исследователей было заставить расти в нужном направлении аксоны – отростки нервных клеток, которые и составляют спинной мозг. Травмы спинного мозга сегодня практически не поддаются лечению, ежегодно обрекая тысячи людей на жизнь в инвалидном кресле.
Ученые разработали новый метод лечения травмы спинного мозга
Недавние исследования показали , что восстановить движения после травмы спинного мозга способна эпидуральная электрическая стимуляция — для такой терапии пациентам вживляют в спинной мозг небольшой генератор электрических импульсов, направляющий сигнал в задние корешки поясничного отдела спинного мозга. Стимуляция позволяет немедленно восстановить функцию двигательных сетей и позволяет пациентам вновь ходить. Однако биологические принципы, по которым работает такая терапия до сих пор не исследованы. Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны под руководством Клаудии Кате Claudia Kathe предположили, что электростимуляция воздействует на еще неисследованные нейроны, которые начинают участвовать в ходьбе лишь при восстановлении от паралича.
Эту гипотезу поддержали и данные, полученные учеными — в клиническом испытании терапии нейронная активность в поясничных сегментах спинного мозга падала, а не возрастала. 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.
В дальнейшем можно будет более эффективно выстраивать прогноз выздоровления и лучше проводить терапию, исходя из состояния конкретного пациента, — объяснил младший научный сотрудник НИЛ «Генные и клеточные технологии» Ильяс Кабдеш. Травма спинного мозга может вызвать неврологические расстройства, которые приводят к серьезной инвалидности. Раньше она часто наблюдалась у молодежи, но теперь ее активно выявляют и у пожилых людей.
Текущие усилия направлены на оптимизацию и адаптацию изначальных подходов к лечению и разработку эффективных методов лечения для нейропротекции и нейрорегенерации для улучшения долгосрочного функционального восстановления. Алгоритм принятия решения об иммобилизации и методах визуализации пациентов, перенесших травматическое повреждение шейного отдела спинного мозга. Системные осложнения после травматического повреждения 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.
Credit: Nature. DOI: 10. Частичный разрыв спинного мозга привел к тетраплегии — потере функции конечностей.
Парализованный мужчина начал ходить с помощью "моста" между головой и спинным мозгом
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.
В итоге получилось тонкое, всего в примерно 20 нервных волокон, соединение, которое, конечно, не могло полностью восстановить функциональность спинного мозга.
Тем не менее, впоследствии, мыши восстановили некоторый контроль над потерянными функциями организма, в частности смогли контролировать мочевой пузырь. Потенциально, данная методика может помочь восстановить множество других функций, в частности 2 года назад с ее помощью у крыс с менее тяжелыми повреждениями мозга восстановили контроль над дыхательными мышцами. Возможно, в перспективе с помощью подобной технологии все же можно будет ремонтировать обширные повреждения спинного мозга и полностью восстанавливать его функциональность. Также, в мае 2012 года ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны сообщили об открытии совершенно нового пути лечения травм позвоночника.
Эксперименты на крысах показали, что в случае травмы нижняя часть позвоночника, отделенная от головного мозга, может взять на себя управление движением нижних конечностей. Это удивительно, ведь в нормальных условиях движениями тела управляет головной мозг. Тем не менее, оказывается, что и спинной мозг хранит «воспоминания» о том, какие сигналы нужно выдавать конечностям для ходьбы и бега. В ходе экспериментов ученые вводили крысам химический раствор агонистов рецепторов моноаминов, который вызывает клеточный ответ путем связывания с рецепторами допамина, адреналина и серотонина в нейронах спинного мозга.
Весь этот «коктейль» заменяет нейротрансмиттеры, присутствующие в здоровом спинном мозге и активизирует нейроны, контролирующие движения нижней части тела. Изолированный участок поврежденного спинного мозга почти сразу «вспомнил», как надо управлять конечностями, и подопытная крыса смогла двигать ногами Через 5-10 минут после инъекции ученые стимулировали спинной мозг подопытной крысы электрическим током через электроды , имплантированные в эпидуральное пространство. Данная стимуляция возбуждает химически активированные нейроны, в результате чего нижний участок поврежденного спинного мозга «думает», что он все еще подсоединен к головному мозгу. Разумеется, головной мозг при этом никаких сигналов не посылает, но изолированный участок спинного мозга начинает действовать «по старой памяти», позволяя ранее парализованным мышам двигаться.
Преимущество данной технологии в том, что она работает при любой ширине разрыва спинного мозга и восстанавливает подвижность очень быстро. В настоящее время ученые исследуют возможность применения данной технологии для лечения людей. Победа над природой В случае с лечением травм позвоночника, человечество борется с жестокой «несправедливостью» природы. Наши периферические нервы в мышцах, органах пускай медленно, но могут восстанавливаться.
Например отрезанный палец можно пришить, и он начнет восстанавливать чувствительность и подвижность по мере срастания периферических нервов. Но нервы в головном мозге и спинном мозге такой возможностью почему-то не обладают.
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. При этом обучение не происходило у мышей с «отключенными» дорсальными задними нейронами спинного мозга, у которых активен ген Ptf1a.
А «память» переставала работать при «отключении» расположенных спереди клеток Реншоу — эти нейроны, у которых активен ген En1, входят в состав контуров возвратного торможения. Кстати сказать, у обычных, нетрансгенных мышей искусственное возбуждение этих нейронов увеличивало скорость реакции животных на удар током при повторном тестировании — лапы животных принимали позу избегания еще быстрее!
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.
Главный онколог «СМ-Клиника» об опухолях спинного мозга
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.
То есть, необходимо было выполнить три условия: включить рост аксонов на генетическом уровне; обеспечить рост волокон на молекулярном уровне; проложить нейронам след из своего рода белковых «хлебных крошек», чтобы они росли в определенном направлении. Все эти условия выполняются, пока ребёнок развивается в утробе матери. Но после рождения данные процессы останавливаются.
Ученые задались целью найти и включить гены, контролировавшие процессы роста нервных клеток в период развития плода. Им удалось реактивировать нервные клетки спинного мозга мышей при помощи генов, упакованных в безвредные вирусы с целью доставки их к месту назначения.
Через 30 дней была получена партия трехмерных имплантатов спинного мозга, каждый из которых состоял из нейронных сетей, содержащих двигательные нейроны. Впоследствии они были пересажены мышам, которые потеряли возможность пользоваться левой задней лапой из-за частичного разрыва спинного мозга. В одной группе, которая совсем недавно получила травму, имплантат успешно устранил разрыв в спинном мозге, что позволило 100 процентам мышей полностью восстановить работу задней лапы после процесса реабилитации. В другой группе, которая была травмирована шестью неделями ранее, процент успеха составил около 80 процентов - в этом случае перед установкой имплантата пришлось удалить рубцовую ткань, образовавшуюся в месте травмы. У пациента извлекается ткань сальника. Затем отделяются клетки и ЭЦМ. 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.
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. 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.
Life78 показал, как пациенты с травмой спинного мозга начинают ходить
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. Новости науки и техники/. 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. Ученые-медики вживляют "умный" имплантат в поврежденный участок спинного мозга, из-за которого происходит паралич нижних конечностей. Шейные позвонки зажали спинной мозг.
Впервые в мире: ученые Университета «Сириус» разработали мягкий нейроимплант спинного мозга
– Опухоли спинного мозга, – говорит врач-онколог Александр Серяков, – это патологические новообразования злокачественной и доброкачественной природы, которые локализуются в области спинного мозга. Дмитрий Усачов, директор Центра нейрохирургии им. Бурденко, академик РАН, президент Ассоциации нейрохирургов России: «В России выполняется 190 тысяч нейрохирургических операций, из них 95 тысяч — на спинном мозге. 40-летний мужчина смог снова ходить благодаря "цифровому мосту", который беспроводным способом соединяет головной мозг с участком спинного мозга, сообщает Sky News. 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. «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.
Ученые разработали новый метод лечения травмы спинного мозга
Об открытии рассказали в Минобрнауки РФ. Метод основан на использовании пузырьков, состоящих из мембраны клеток - внеклеточных везикул, которые участвуют в различных процессах внутри организма. Сами везикулы были получены из мезенхимных стволовых клеток свиньи, которой они потом и вводились. 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.
Для этого им восстановили аксоны — нервные волокна, которые передают электрические сигналы по всему телу. Эксперименты в этом направлении велись давно, однако работоспособность некоторых двигательных функций не возвращалась. Теперь нейробиологи восстановили связи так, чтобы волокна соединялись с поврежденными зонами.
Используя интегрины, им удалось регенерировать нейроны и восстановить ходьбу у мышей. Хотя этот метод был опробован только на животных, он открывает перспективы лечения людей, обещая значительное улучшение состояния людей, страдающих параличом или двигательными нарушениями, при условии успешного проведения будущих клинических испытаний. Повреждения спинного мозга представляют собой серьезную медицинскую проблему, часто означающую паралич и необратимую функциональную потерю для пострадавших. На этом фоне в медицине ведутся исследования, направленные на поиск решений, способных облегчить их разрушительные последствия. Недавняя работа группы ученых из Калифорнийского университета, Швейцарского федерального технологического института ETH в Цюрихе и Гарвардского университета является частью этого поиска ответов, изучая новые терапевтические возможности восстановления двигательных функций.
Исследование, посвященное регенерации нейронов с помощью генной терапии, продемонстрировало значительный потенциал восстановления ходьбы у мышей, что открывает путь для будущего применения на людях. Результаты исследования опубликованы в журнале. Интегрины — архитекторы регенерации нейронов Интегрины являются важнейшими молекулами в процессе регенерации нейронов, выступая в роли катализаторов восстановления нервных связей. Их роль заключается в стимулировании роста аксонов - основных компонентов нейронов, которые необходимы для передачи нервной информации по всей нервной системе.
Вдох, выдох, сигнал. Проваливался в бессознательное состояние, снова выплывал... Тяжко по-настоящему стало после того, как наркоз окончательно отпустил. Осознание полного отсутствия каких либо ощущений от тела меня пугал просто до усрачки. Точнее, левой рукой я чувствовал тонометр на плече в реанимации он прикреплен постоянно, и с какой то периодичностью накачивается, сжимая руку, и сдувается. Врачи во время обхода подходили, проверяли простыми вопросами, осознаю ли я реальность, но все общение сводилось к тому что я моргал в ответ, если да, и шевелил челюстью, если нет. Иногда ониговорили другим врачам слово "тетрапарез" двигательная дисфункция всех 4х конечностей. Я мог поднимать левую руку и сгибать ее в локте, а так же шевелить кистью. Пальцами я управлять нормально не мог - они хаотично шевелились, вместо того чтобы выполнять команды мозга. 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.