Вести с полей: спинной мозг и движение

Долгое время считалось, что основная функция спинного мозга – лишь передача сигналов от головного мозга к мотонейронам в исполнительных органах и обратная передача сенсорной информации. Поэтому, если у человека, например из-за травм нарушалась связь между головным и спинным мозгом, полагали, что он больше никогда не сможет самостоятельно передвигаться.

Однако ученые обнаружили, что в спинном мозге существует собственная спинальная нейронная сеть, отвечающая за локомоцию, то есть движение. Автор доклада с коллегами решили выяснить, что может сам по себе спинной мозг (при нарушении его связи с головным мозгом), если искусственно стимулировать активность спинальных нейронов. Российские исследователи, а также их американские коллеги независимо друг от друга провели эксперименты на животных (кошках и мышах), которые показали, что при стимуляции спинного мозга обездвиженным животным действительно можно вернуть способность ходить. В качестве стимуляторов ученые протестировали множество нейромедиаторов и подобрали такой состав соединений, эффект которого столь хорош, что локомоция больных животных перестает отличаться от движений здоровых.

Кроме того, исследовательский коллектив под руководством Юрия Петровича Герасименко проверил эффективность стимуляции спинного мозга при реабилитации людей со спинальными травмами. Пациентам имплантировали катетер, стимулирующий активность различных отделов спинного мозга. Авторам удалось найти зону, стимуляция которой всегда вызывала шагоподобные движения. Эти знания далее переросли в новое исследование на базе реабилитационной клиники. 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.

«С помощью такой технологии удалось помочь пока только 38 пациентам. 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. И.П. Павлова и Институтом эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН и посвящен 300-летию Российской академии наук и включен в инициативу «Работа с опытом» Десятилетия науки и технологий.

Материал подготовлен при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий».