7 февраля, 2023

zhukvesti

Находите все последние статьи и смотрите телешоу, репортажи и подкасты, связанные с Россией.

Травма спинного мозга: может ли стимуляция мозга и нервов восстановить движение?

резюме: Терапия стимуляцией нервов показала многообещающие результаты при лечении травм спинного мозга на животных моделях. Исследователи надеются, что лечение можно будет использовать у людей с ТСМ, чтобы помочь восстановить подвижность конечностей.

Источник: Колумбийский университет

В 1999 году, когда Джейсон Кармель, доктор медицинских наук, был второкурсником Медицинской школы Колумбийского университета, его брат-близнец получил травму спинного мозга, которая парализовала его ниже груди и ограничила использование рук.

В тот день изменилась и жизнь Джейсона Кармела. Травма его брата в конечном итоге побудила Кармела стать неврологом и нейробиологом с целью разработки новых методов лечения для восстановления движения парализованных людей.

Теперь терапия стимуляции нервов, разработанная Кармелем из Колумбийского университета, демонстрирует многообещающие результаты в исследованиях на животных и может в конечном итоге позволить людям с травмами спинного мозга восстановить функцию рук.

«Техника стимуляции нацелена на соединения нервной системы, пережившие травму, что позволяет ей взять на себя часть утраченных функций», — говорит Кармель, доктор медицинских наук, невролог Колумбийского университета и Нью-Йоркской пресвитерианской церкви.

В последние годы некоторые известные исследования по электрической стимуляции спинного мозга позволили небольшому количеству полностью парализованных людей снова начать стоять и делать шаги.

Подход Кармеля отличается тем, что он нацелен на руку и кисть, а также потому, что он сочетает стимуляцию головного и спинного мозга с электрической стимуляцией головного мозга с последующей стимуляцией спинного мозга.

«Когда два сигнала сходятся на уровне спинного мозга с разницей примерно в 10 миллисекунд, мы получаем более сильный эффект», — говорит он, и эта комбинация, по-видимому, позволяет оставшимся соединениям в спинном мозге вступить во владение. «

В своем последнем исследовании Кармель проверил свою технику, называемую ассоциативной пластичностью спинного мозга (SCAP), на мышах с умеренными повреждениями спинного мозга. Через десять дней после заражения мышей рандомизировали для получения 30-минутного SCAP в течение 10 дней или для имитации стимуляции. В конце периода исследования крысы, получавшие SCAP, нацеленные на их руки, значительно лучше справлялись с едой по сравнению с крысами в контрольной группе и имели почти нормальные рефлексы.

READ  Таинственный мир оказался первой экзопланетой, вращающейся вокруг трех звезд.

Предоставлено: Колумбийский университет.

«Улучшения как в функции, так и в физиологии продолжались в течение всего периода, когда они измерялись, вплоть до 50 дней», — говорит Кармель.

Результаты недавно были опубликованы в журнале мозгпредполагается, что SCAP заставляет синапсы (соединения между нейронами) или сами нейроны претерпевать необратимые изменения. «Двойные сигналы, по сути, имитируют естественную сенсорно-моторную интеграцию, которая должна объединиться, чтобы выполнить умелое движение», — говорит Кармель.

От мышей к людям

Если тот же метод сработает у людей с травмами спинного мозга, пациенты смогут восстановить то, что они потеряли в результате травмы: независимость. Многие исследования стимуляции спинного мозга сосредоточены на ходьбе, но «если вы спросите людей с травмой шейного отдела спинного мозга, которых большинство, какое движение они хотели бы восстановить, они ответят, что это функция кисти и руки», — говорит Кармель.

«Функции рук и рук позволяют людям быть более независимыми, например, пересаживаться с кровати в инвалидное кресло или одеваться и есть».

Теперь терапия стимуляции нервов, разработанная Кармелем из Колумбийского университета, демонстрирует многообещающие результаты в исследованиях на животных и может в конечном итоге позволить людям с травмами спинного мозга восстановить функцию рук. Изображение находится в общественном достоянии

Кармель в настоящее время тестирует SCAP на пациентах с травмами спинного мозга в Колумбии, Корнелле и системе здравоохранения Бронкса в рамках клинического испытания, спонсируемого Национальным институтом неврологических расстройств и инсульта.

Стимуляция будет проводиться либо во время хирургического вмешательства по клиническим показаниям, либо неинвазивно, с использованием магнитной стимуляции головного мозга и стимуляции кожи спереди и сзади шеи. Оба метода обычно выполняются в клинических условиях и, как известно, безопасны.

В ходе эксперимента исследователи надеются узнать больше о том, как работает SCAP и как время и сила сигналов влияют на двигательные реакции в пальцах и руках. Это заложит основу для будущих испытаний, чтобы проверить способность метода значительно улучшать функцию кисти и руки.

Исследователи считают, что этот подход можно использовать для улучшения движений и чувствительности у пациентов с параличом нижней части тела.

Тем временем близнец Джейсона Кармела работает, женат и воспитывает собственного близнеца. «Его жизнь завершена, но я надеюсь, что мы сможем вернуть ему и другим людям с подобными травмами больше функций», — говорит Кармель.

Об этом исследовании новостей о травмах спинного мозга

автор: пресс-служба
Источник: Колумбийский университет
Контакт: Пресс-служба Колумбийского университета
рисунок: Изображение находится в общественном достоянии

Смотрите также

Это показывает глаз контактной линзы

Исходный поиск: Закрытый доступ.
«Ассоциативная пластика спинного мозга улучшает сенсорную функцию передних конечностей после шейной травмыНаписано Аджаем Палом и др. мозг


Резюме

Ассоциативная пластика спинного мозга улучшает сенсорную функцию передних конечностей после шейной травмы

Ассоциативная пластичность возникает, когда два стимула сходятся на общей нейронной мишени. Предыдущие попытки повысить ассоциативную пластичность были нацелены на кору головного мозга с модуляторными и промежуточными эффектами. Кроме того, целевые схемы выводятся, а не тестируются напрямую. Напротив, мы стремились нацелиться на сильную конвергенцию между моторной и сенсорной системами в спинном мозге.

Мы разработали ассоциативную пластичность спинного мозга, точно синхронизированную связь моторной коры и стимуляцию спинного мозга, чтобы нацелить это взаимодействие. Мы проверили гипотезу о том, что правильно подобранная по времени парная стимуляция укрепит сенсомоторные связи в спинном мозге и улучшит восстановление после повреждения спинного мозга. Мы проверили физиологические эффекты двойной стимуляции, пути, которые ее опосредуют, и ее функцию в доклиническом эксперименте.

Подпороговая стимуляция спинного мозга, сильно увеличивающая моторную кору, вызывала мышечные потенциалы в момент их сопряжения, но только тогда, когда они синхронно достигали спинного мозга. Этот эффект парного стимула зависит как от корковой моторики, так и от проприоцептивного спинного мозга; Избирательная инактивация любого из этих путей полностью отменяла эффект парной стимуляции. Ассоциативная пластичность спинного мозга, многократное спаривание этих путей в течение 5 или 30 мин у бодрствующих крыс повышали возбудимость спинного мозга в течение нескольких часов после окончания спаривания.

Чтобы применить ассоциативную пластику спинного мозга в качестве лечения, мы оптимизировали параметры, чтобы усилить устойчивые и длительные эффекты. Этот эффект был столь же сильным у крыс с травмой шейного отдела спинного мозга, как и у неповрежденных крыс, демонстрируя, что связи, восстановленные после умеренной травмы спинного мозга, достаточны для поддержания пластичности. В слепом эксперименте мыши получили умеренное повреждение спинного мозга на уровне С4. Через десять дней после травмы им случайным образом назначали 30-минутную ассоциативную пластику спинного мозга каждый день в течение 10 дней или стимуляцию плацебо.

Крысы с ассоциативной пластичностью спинного мозга значительно улучшили функцию по первичному критерию результата, тесту ловкости при манипулировании пищей, через 50 дней после травмы спинного мозга. Кроме того, у крыс с ассоциативной пластичностью спинного мозга были стабильно более сильные ответы на корковую и спинальную стимуляцию, чем у крыс с имитацией стимуляции, что указывает на очаг пластичности в позвоночнике.

После ассоциативной пластики спинного мозга у крыс почти нормализовалась модуляция Н-рефлекса. Группы не различались по шкале гримас крыс, которая является мерой боли.

Сделан вывод, что ассоциативная пластичность спинного мозга способствует усилению сенсорных связей внутри спинного мозга, что приводит к частичному восстановлению рефлекторной модуляции и функции передних конечностей после средней степени повреждения спинного мозга. Поскольку стимуляция как моторной коры, так и спинного мозга обычно проводится у людей, этот подход можно опробовать у людей с травмой спинного мозга или другими заболеваниями, которые повреждают сенсомоторные связи и нарушают ловкость.