40-летний мужчина смог снова ходить благодаря "цифровому мосту", который беспроводным способом соединяет головной мозг с участком спинного мозга, сообщает Sky News. Ученые показали, что при различных травмах спинного мозга у мышей можно управляемо запустить процесс образования полноценных олигодендроцитов, которые будут выполнять свои функции по миелинизации аксонов нервных клеток поврежденной ткани. Спинной мозг новости.
Нейрохирурги ВКО поделились опытом имплантации нейростимулятора в спинной мозг
По мнению исследователей, это хороший признак того, что по крайней мере некоторые из его нейронов реорганизовались для восстановления связи. Спустя год тренировок имплантаты позволили Герту-Яну ходить и стоять более естественно, без дополнительных датчиков движения, которые использовались в ранее протестированных технологиях для стимуляции движения. Он мог подниматься по лестнице и преодолевать некоторые препятствия. Ключевым моментом во всей этой системе являются ряд алгоритмов искусственного интеллекта, способных адаптироваться и обучаться. Пациент обучает модель, чтобы она могла расшифровывать, какие именно сигналы мозга соответствуют тем или иным движениям, и на удивление этот процесс происходит очень быстро. Несмотря на то, что этот тип системы работает только с определёнными видами травм спинного мозга и был протестирован только на одном человеке, учёные видят огромный потенциал для использования ИИ-технологий в решении подобных проблем.
Историк Марьяна Скуратовская Узнать больше Подпишитесь на ежемесячную рассылку новостей и событий российской науки! Самые интересные проекты, открытия и исследования, а также информация о конкурсах и мероприятиях в вузах и научных центрах России в одном удобном формате.
Будьте в курсе событий Десятилетия науки и технологий!
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.
Организм воспринимает имплантат как чужеродного агента, запуская реакции воспаления. Этот недостаток обходится путём использования биологически инертных материалов. Иридий, титан и платина относятся именно к ним.
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. Чтобы подтвердить, что у участников эксперимента есть когнитивные нарушения, исследователи дали им стандартные тесты. Обычно их используют для определения проблем с мышлением, связанных с осложнениями при ВИЧ-инфекции. Однако это исследование не дало результатов.
Нейроинтерфейс между спинным и головным мозгом позволил ходить паценту с травмой позвоночника
Спинной мозг обладает собственными нейронными сетями, которые выполняют просчёт движений на месте. 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). Медновости. Гипотезы и открытия. Ученых заинтересовал спинной мозг в контексте проблем с памятью после COVID-19. Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Гарвардского университета провели исследование, которое может иметь огромное значение для восстановления спинного мозга после травмы. Исследователи разработали и внедрили «мозго-спинномозговой интерфейс» (BSI), который образует неврологическую связь с использованием беспроводного цифрового моста между спинным мозгом и головным мозгом человека.
Вести с полей: спинной мозг и движение
Это позволило подойти к созданию импланта с другой стороны и разработать наноразмерное гибкое устройство, которое можно вводить с помощью небольшого шприца. 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.
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.
Жильё предоставляется, размер заработной платы указан с учётом специальных социальных выплат, Социальные гарантии — доступная инфраструктура, первоочередное предоставление мест в дошкольных образовательных учреждениях и общеобразовательных организациях, соц. Жильё предоставляется, выплата по программе «Земский доктор» в размере 1,5 млн. Жильё не предоставляется, конкретная заработная плата зависит от наличия квалификационной категории, стажа непрерывной работы, социальный пакет оплачиваемый основной и дополнительный отпуск, больничный, отчисление в различные фонды, включая ПФ РФ 8332 620992 КОГБУЗ "Опаринская центральная районная больница" Зарплата от 70 000 руб. Бакулева" Зарплата 65 000 руб.
В свое время пациента пытались реабилитировать через процедуру эпидуральной стимуляции спинного мозга. Проще говоря, в позвоночник устанавливали специальные импланты с электродами, а стимулятор вшивался под кожу. Именно это — а точнее, сохранившиеся на спинном мозге электроды — позволило ученым подавать на них управляющий сигнал прямиком из головного мозга. Каким образом?
Парализованный мужчина начал ходить с помощью "моста" между головой и спинным мозгом
Все пациенты данную высокотехнологичную медпомощь получили в рамках ОСМС», — отмечают в Университетском госпитале города Семей. К слову, команда врачей из Усть-Каменогорска отметила технические возможности университетского госпиталя, оснащенность современным оборудованием для выполнения таких сложнейших вмешательств. По словам доктора Жандос Уап, данные виды операции доступны жителям региона. И в этом вопросе необходимо обратить внимание на полное финансирование со стороны Фонда соцмедстрахования. За счет средств ОСМС стали возможны такие сложные операции, где требуются кадры и оборудование.
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. А болезни опорно-двигательного аппарата сопровождаются нарушением фосфорно-кальциевого обмена, недостатком меди, марганца, бора и кремния при повышенном содержании алюминия, стронция, свинца и кадмия. 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.
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.
Такой имплант берет на себя функции поврежденных нейронных структур и генерирует последовательность импульсов в соответствии с биологическим паттерном движения. Однако все еще остается нерешенной одна из главных задач — разработка интерфейсов электродов с оптимальными механическими, электрическими и биологическими свойствами. Нейроимплант располагается между костью, то есть жесткой тканью, и спинным мозгом — мягкой тканью, и вся эта конструкция находится еще и в движении, именно поэтому материал, из которого изготавливается нейроимплант, должен быть максимально похож на ткань нервной системы. Импланты, которые используются в медицинской практике, сейчас относительно жесткие, что со временем может привести к компрессии нервных тканей и повреждению самого импланта. Научная группа профессора Павла Мусиенко ведет уже более 5 лет исследования по созданию нейроимплантов с более высоким уровнем биоинтеграции, что требует значительного вовлечения экспертов из разных научных областей.
Главный онколог «СМ-Клиника» об опухолях спинного мозга
Эти устройства, разработанные CEA, позволяют декодировать электрические сигналы. Восстановление неврологических функций Реабилитация, поддерживаемая цифровым мостом, позволила Герту-Яну Gert-Jan восстановить неврологические функции, утраченные после аварии. Исследователи смогли количественно оценить значительные улучшения в его сенсорном восприятии и двигательных навыках, даже когда цифровой мост был выключен.
Для терапии травм спинного мозга авторы статьи, опубликованной в Nature, использовали электростимуляцию клеток поясничного отдела. Оказалось, что в основе эффекта этой терапии лежит активация одной субпопуляции клеток — интернейронов SCVsx2::Hoxa10, которые даже не участвовали в ходьбе до паралича. Нейроны, которые управляют ходьбой, расположены в поясничном отделе спинного мозга — они передают сигналы из ствола головного мозга мышцам, заставляя их сокращаться.
Травмы спинного мозга нарушают эту сложную сеть нейронных связей и могут вызвать паралич и полную неспособность передвигаться. 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.
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. 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.
Именно это — а точнее, сохранившиеся на спинном мозге электроды — позволило ученым подавать на них управляющий сигнал прямиком из головного мозга. Каким образом?
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.
Ученые создали имплант спинного мозга — он вылечил 80 процентов случаев хронического паралича мышей
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. По сути дела, спинной мозг — это нервная трубка, которая выросла, достигла размера 40–45 сантиметров и выполняет в нашем организме очень важные функции, связанные с управлением телом. Что происходит во время травмы? 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. Израильские ученые разработали имплант спинного мозга из человеческих клеток для парализованных мышей.
В России разработали препарат для лечения травм спинного мозга
Ученые-медики вживляют "умный" имплантат в поврежденный участок спинного мозга, из-за которого происходит паралич нижних конечностей. — Исследования цитокинов при травме спинного мозга помогают лучше понять патофизиологию повреждения и могут предоставить ценную информацию для разработки новых методов лечения и диагностики, — цитирует ведущего научного сотрудникоа НИЛ «Генные и. Спинной мозг обладает собственными нейронными сетями, которые выполняют просчёт движений на месте.