В Университете МИСИС разработали прототип нейроимплантата, который поможет восстанавливать функции спинного мозга после травм и повреждений.
Ученые КФУ изучают эффективные способы помощи пациентам с травмой спинного мозга
С помощью генной инженерии клетки были перепрограммированы, превратившись в так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Интерстициальный матрикс, тем временем, был преобразован в гидрогель. Поскольку гель был изготовлен из собственных тканей каждого человека, это исключало возможность его отторжения иммунной системой при имплантации в организм. Некоторые образцы жировой ткани живота, использованные в исследовании. Sagol Center for Regenerative Biotechnology После этого стволовые клетки были введены в гидрогель с помощью " технологии, имитирующей эмбриональное развитие спинного мозга". 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.
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, образующих цифровой мост между головным и спинным мозгом, позволила парализованному мужчине снова стоять, ходить и даже подниматься по ступенькам. В 2021 году ему провели тонкую хирургическую операцию, в ходе которой пациенту вживили специальные импланты в головной и спинной мозг. В результате Герт-Ян частично восстановил способность ходить с помощью ходунков уже через несколько недель тренировок.
Врачи утверждают, что за это время он достиг «плато неврологического восстановления». Лучший Telegram-канал про технологии возможно Два импланта располагались в области мозга, отвечающей за контроль движение. Они передавали сигналы мозга желания Герта-Яна на сенсоры в специальном шлеме, который пациент надевал на голову.
Такое связывание создает благоприятные условия для восстановления и регенерации поврежденной нервной ткани. Другими словами, они создают благоприятную среду для восстановления связей между нейронами, что позволяет восстановить коммуникацию между нервными клетками. Научный прорыв, ставший возможным благодаря инновационной методологии Исследовательская группа Калифорнийского университета под руководством доктора Майкла Софрониева применила инновационный подход к решению проблемы регенерации нейронов, основанный на использовании интегринов. В контексте исследований спинного мозга было установлено, что интегрины являются ключевыми игроками в стимулировании роста аксонов. При их повреждении, как это происходит при травме спинного мозга, связь между нервами прерывается, что приводит к потере функциональности. Группа специалистов Калифорнийского университета решила использовать интегрины для стимулирования роста поврежденных аксонов. Сначала они использовали передовой генетический анализ для выявления групп нервных клеток, способных улучшить ходьбу после частичного повреждения спинного мозга. Затем исследователи обнаружили, что простая регенерация аксонов этих нервных клеток через поврежденный спинной мозг без использования специфических мишеней не влияет на восстановление функций. Однако когда стратегия была усовершенствована и стала включать использование химических сигналов для привлечения и направления регенерации этих аксонов к их естественной целевой области в поясничном отделе спинного мозга, в мышиной модели полного повреждения спинного мозга было отмечено значительное улучшение способности ходить.
Исследователи пришли к выводу, что некоторые сигнальные пути могли остаться неповрежденными после травмы, и именно они облегчают совершение произвольных движений. Мозг воспринимает сигнал стимулятора как свой собственный, и мгновенно начинает контролировать и направлять движения мышц. Эффективность лечения значительно возрастает, если соединить стимуляцию и реабилитационную терапию, в силу способности нейронной сети спинного мозга к обучению, поэтому уже на третий день после имплантации стимулятора Роба Саммерса в специальном корсете поставили на беговую дорожку. Впервые за 4 года он стоял самостоятельно. Фото с сайта fastcoexist.
Две недели назад в журнале Scientific Reports была опубликована статья международного коллектива бразильских, американских и немецких ученых, добившихся восстановления некоторых двигательных функций у пациентов, которые в результате тяжелых травм спинного мозга были полностью парализованы в течение очень длительных сроков — от 3 до 15 лет. Метод реабилитации включал 3 компонента: виртуальную реальность, нейроинтерфейс и роботизированный экзоскелет. Нейроинтерфейс представляет собой электроэнцелограф, регистрирующий активность мозга и передающий данные в компьютер для анализа. Когда пациент представлял себе, что он ходит, сигналы мозга, обрабатываемые компьютерной программой, приводили к тому, что аватар на экране двигался. Когда этот этап был пройден, пациенты перешли к занятиям с экзоскелетом, также управляемым нейроинтерфейсом.
Летом 2014 года член научной команды, нейробилог Мигель Николелис, представил на чемпионате мира по футболу одного из своих парализованных подопечных в экзоскелете, и тот на глазах у изумленной публики ударил по мячу. Научное сообщество отнеслось к этой демонстрации весьма скептически: глядя со стороны, трудно было понять, действительно ли человек в экзоскелете самостоятельно контролировал свое футуристического вида оснащение. Фото с сайта gagdaily. У всех пациентов зафиксирована чувствительность в парализованных ногах: они воспринимают болевое воздействие, прикосновение и определяют положение конечности. Также пациенты научились по желанию вызывать небольшие сокращения ранее парализованных мышц.
Улучшения настолько выражены, что четырем участникам эксперимента диагноз «полная параплегия» заменили на «частичную». Эти результаты кому-то могут показаться скромными, но ведь речь идет о пациентах, у которых чувствительность и минимальные моторные функции отсутствовали годами, а, как мы знаем, даже небольшой прогресс вселяет надежду на прогресс дальнейший. Важно заметить также, что экзоскелеты с нейроинтерфейсом и ранее использовались в экспериментах по реабилитации парализованных людей, но подобный результат был достигнут впервые благодаря тому, что начинался эксперимент с обучения действиям в виртуальной реальности. Было бы нелогично, если паралич не попробовали бы лечить стволовыми клетками. На сегодняшний день в арсенале ученых-медиков немало экспериментов, проведенных на животных.
Симптоматика
- Как работает технология?
- лучшее за месяц
- Science: Ученые заставили мышей пойти после повреждения спинного мозга - Вести Московского региона
- Спинной мозг: истории из жизни, советы, новости, юмор и картинки — Горячее | Пикабу
Парализованный мужчина начал ходить с помощью "моста" между головой и спинным мозгом
Цифровой прорыв: как искусственный интеллект меняет медийную рекламу 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. 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 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. Это открытие поможет в разработке новых подходов к лечению травм спинного мозга.
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. 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.
Ученые выяснили, что сочетание нейромодуляции с новым препаратом существенно увеличивает эффективность восстановления функции ходьбы. Мы как раз устраняем этот воспалительный эффект или снижаем его существенно", - сказал Белоусов. 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.
Человеческому мозгу вернули контроль над парализованными ногами
Этот препарат призван помочь в лечении травм спинного мозга, устраняя воспалительный процесс и способствуя более эффективной реабилитации, пишет ТАСС. Повреждения спинного мозга представляют собой серьезную медицинскую проблему, часто означающую паралич и необратимую функциональную потерю для пострадавших. Клетки микроглии при травме спинного мозга активируются, то есть возникает иммунный ответ, и его степень напрямую зависит от тяжести травмы. — 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. Главная Новости НаукаИзраильская компания представила инновационный метод лечения травм спинного мозга. Однако оказалось, что в выражении «думать спинным мозгом» есть рациональное зерно, что является хорошей новостью для людей с травмами этого органа. Основные функции спинного мозга – это управление простыми двигательными рефлексами.
Регенерация нейронов: ученые вернули ходьбу мышам, парализованным после травмы
После этого у животного с контузионной травмой спинного мозга была зафиксирована положительная динамика его состояния, в частности, частично восстановилась двигательная активность. А в участок спинного мозга, контролирующий движения ног, был имплантирован электронный нейростимулятор, который, стимулируя спинной мозг, заставляет его активизировать мышцы нижних конечностей. Вести с полей: спинной мозг и движение. Однако, новое исследование — это настоящий прорыв. Немецкие ученые научились восстанавливать спинной мозг: последние новости 2021 года Немецкие ученые в значительной степени продвинулись в вопросах генной инженерии. Исследователи разработали и внедрили «мозго-спинномозговой интерфейс» (BSI), который образует неврологическую связь с использованием беспроводного цифрового моста между спинным мозгом и головным мозгом человека. Этот препарат призван помочь в лечении травм спинного мозга, устраняя воспалительный процесс и способствуя более эффективной реабилитации, пишет ТАСС.
Парализованный мужчина начал ходить с помощью "моста" между головой и спинным мозгом
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. Травмы спинного мозга сегодня практически не поддаются лечению, ежегодно обрекая тысячи людей на жизнь в инвалидном кресле. 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. Однако оказалось, что в выражении «думать спинным мозгом» есть рациональное зерно, что является хорошей новостью для людей с травмами этого органа. Основные функции спинного мозга – это управление простыми двигательными рефлексами.
Человеческому мозгу вернули контроль над парализованными ногами
Рассмотрим на примере крысы новый метод восстановления спинного мозга. Его разработала международная группа ученых, в которую входил петербургский специалист, руководитель лаборатории нейрофизиологии и экспериментальной нейрореабилитации НИИ Фтизиопульмонологии Министерства здравоохранения РФ, руководитель лаборатории нейропротезов Института трансляционной биомедицины Санкт-Петербургского государственного университета, старший научный сотрудник Института физиологии им. Собственно, на грызунах ученые и ставили эксперименты. Ученые-медики вживляют имплантат в поврежденный участок спинного мозга, из-за которого происходит паралич нижних конечностей. С его помощью разные участки спинного мозга будут стимулировать. На туловище надевают так называемый жилет, который поддерживает вес тела. Затем начинаются тренировки. Пациента отправляют на лечебную физкультуру, где учат заново ходить.
Всю помощь 38-летнему мужчине, повредившему шейный отдел позвоночника из-за падения с велосипеда еще десять лет назад, оказывали под строгим руководством исследователей из политехнической школы Лозанны EPFL. 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.
О том, как это все происходило, и как себя чувствует мужчина — в нашем материале. Эти дни Юрий Киндеров вспоминает с ужасом. Он учитель физкультуры с 45 летним стажем. И всегда в движении. День, когда его почти парализовало, он запомнил на всю жизнь. Аллея на спуске, разогнался и начал тормозить, тормоза отказали, и пришлось искать место куда нырнуть, отклонился в сторону и в кусты вишни. Меня в спину опрокинуло», — вспоминает Юрий Киндеров. У пациента, как уже потом выяснят врачи, был стеноз — сужение канала позвоночника.
Однако нейронов, полученных в результате таких манипуляций, оказывалось слишком мало, чтобы полностью заместить нервные клетки, утраченные при травмах. Это заставило исследователей искать возможности ускорения процесса формирования новых нейронов для получения их в достаточно большом количестве. Этапы решения проблемы Ученые попробовали подойти к решению этой проблемы в два этапа. Вначале пришлось найти способ подавить действие особой протеиновой цепочки p53-p21, направленное на препятствование перепрограммирования клеток глии в плюрипотентные стволовые клетки, из которых впоследствии могли бы вызревать взрослые нервные клетки. Несмотря на то, что протеиновую блокаду удалось успешно обойти, множество клеток глии пропадали, не возвращаясь в состояние стволовых клеток. На втором этапе у подопытных мышей было извлечено множество различных факторов роста, среди которых удалось идентифицировать двух кандидатов на роль стимуляторов процесса дифференциации стволовых клеток, получившихся из клеток глии, во взрослые нейроны.
Информация
- Российские ученые смогут восстановить спинной мозг человека после травмы
- Российский нейроимплант поможет двигаться пациентам с травмами спинного мозга - ФармМедПром
- Впервые в мире с помощью стволовых клеток восстановили спинной мозг - Здоровье
- Главный онколог «СМ-Клиника» об опухолях спинного мозга
- Как лечить парализованных больных: открытие ученых | 360°