Нейроинтерфейс, соединяющий спинной и головной мозг, позволил пациенту с повреждением спинного мозга лучше ходить — сначала со стимуляцией, а потом и без нее. 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.
Технологии позволяют опытным хирургам справляться с патологиями позвоночника и спинного мозга
По сути, был создан беспроводной интерфейс между головным и спинным мозгом, используя технологию интерфейса мозг-компьютер, которая преобразует мысли в действия. 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. Ученые Курчатовского института с коллегами из Казанского федерального университета разработали модель, которую можно использовать для создания нейропротезов для пациентов с повреждением спинного мозга. Немецкие ученые научились восстанавливать спинной мозг: последние новости 2021 года. Они создали из стволовых клеток каркасы, которые можно успешно имплантировать в спинной мозг с целью восстановления повреждений нервов.
Science: Ученые заставили мышей пойти после повреждения спинного мозга
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. Кроме того, у пациентов с этими заболеваниями нередко наблюдается избыток таких токсических элементов, как мышьяк, кадмий, свинец, таллий, алюминий и бериллий. Первые подтверждения перспективности такого подхода получены при анализе образцов сыворотки крови пациентов из биобанка Научно-технологического парка биомедицины Сеченовского Университета». Для оценки рисков возникновения заболевания необходимо ввести в разработанную компьютерную программу результаты анализа элементного профиля по заданным параметрам.
Их отделили от внеклеточного матрикса, а затем вернули в состояние, напоминающее эмбриональные стволовые клетки. После этого они сымитировали развитие спинного мозга в пробирке. Если идею ученых одобрят для использования на людях, то каждый пациент будет получать имплант, выращенный из его собственных клеток. Это позволит обойтись без подавления иммунитета человека при пересадке и поможет импланту прижиться без отторжения.
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, связанными с работой скелетных мышц, некоторыми вегетативными рефлексами, такими как сосудодвигательные и дыхательные, и др. При этом давно предполагалось, что спинной мозг активно участвует в обучении двигательным навыкам: об этом свидетельствовали данные, что двигательную активность, курируемую спинным мозгом, можно менять без помощи головного мозга. Яркое доказательство — результаты экспериментов на насекомых с удаленной головой, в которых их ноги «обучали» избегать неприятного внешнего воздействия. Эти опыты говорят о важности для обучения не только центральной, но и периферической нервной системы. Но как это происходит на уровне клеток и нейронных связей, оставалось непонятным. Сейчас исследователи из Японии и Бельгии разработали похожую экспериментальную схему, где подопытными были уже не насекомые, а млекопитающие — лабораторные мыши.
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.
Новое открытие учёных о спинном мозге
Теперь нейробиологи восстановили связи так, чтобы волокна соединялись с поврежденными зонами. Исследователи провели опыт на мышах с относительно легкими травмами, а также на грызуне с серьезным повреждением спинного мозга. В обоих случаях у животных были серьезные улучшения при ходьбе.
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. 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.
Кроме того, шаги со спинномозговой стимуляцией получались как бы механические, роботообразные, что понятно — мышцами управляла не сознательная воля, а автономные нейронные сети спинного мозга с помощью стимулятора; отчасти это было похоже на то, как кукловод управляет марионеткой.
Наконец, шагать так можно было только по ровной поверхности; перешагнуть через какое-нибудь препятствие или подняться по лестнице уже было нельзя. В новой статье, опубликованной в Nature , исследователи пишут, что им удалось сделать «стимуляторные» движения более естественными, более произвольными, так что человек, например, теперь мог подняться по ступенькам. Ходьбу сделали более естественной, поручив контроль над стимулирующим имплантатом головному мозгу. Правда, в головной мозг тоже пришлось вживить имплантат, точнее, два имплантата с 64 электродами, которые считывали импульсы из двигательных зон коры. Сигналы беспроводным образом передавались на гарнитуру, прикреплённую к голове, с неё — на лэптоп в рюкзаке за спиной.
Лэптоп расшифровывал сигнал из головного мозга, чтобы стало понятно, о каком движении он думал. Дальше уже спинномозговому имплантату отправлялась информация, на какие мышцы нужно подействовать, чтобы совершить запланированное движение. Считыванием сигналов из мозга и перевод их в понятные алгоритмические команды занимаются нейрокомпьютерные интерфейсы. Здесь нейрокомпьютерный интерфейс соединили со спинномозговым имплантатом, и вместе они продублировали исходное спинномозговое соединение, повреждённое травмой. На то, чтобы освоиться с новой системой, понадобилось сорок тренировок, после чего доброволец с двумя имплантатами начал двигаться более естественно и в произвольном ритме.
Эти клетки экспрессировали маркеры Vsx2 и Hoxa10 и принадлежали к группе возбуждающих интернейронов. Их назвали по этим генам и происхождению из спинного мозга spinal cord — SCVsx2::Hoxa10. Далее исследователи проверили, действительно ли эти клетки принимают участие в рутинной ходьбе до травмы и в самом процессе реабилитации. Для этого в обоих случаях активность клеток искусственно подавили и проверили, как это повлияло на движения. Оказалось, что эта субпопуляция не нужна для ходьбы здорового организма — ее отключение не повлияло на нее. А вот для восстановления при терапии электростимуляцией клетки SCVsx2::Hoxa10 оказались критически важны. Паралич может затруднять не только передвижение, но и общение пациентов с близкими. Чтобы помочь таким людям, исследователи недавно создали модель, которая способна преобразовывать активность мозга в слова — сейчас она знает 1152 слова.
Регенерация нейронов: ученые вернули ходьбу мышам, парализованным после травмы
| Спинной мозг. Секреты наружного строения | — 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. |
| Впервые в мире: ученые Университета «Сириус» разработали мягкий нейроимплант спинного мозга | Теперь нейробиологи восстановили связи так, чтобы волокна соединялись с поврежденными зонами. Исследователи провели опыт на мышах с относительно легкими травмами, а также на грызуне с серьезным повреждением спинного мозга. |
| Починить спинной мозг: новые терапии на грани фантастики | Немецкие ученые научились восстанавливать спинной мозг: последние новости 2021 года. Они создали из стволовых клеток каркасы, которые можно успешно имплантировать в спинной мозг с целью восстановления повреждений нервов. |
| Ученых заинтересовал спинной мозг в контексте проблем с памятью после COVID-19 | Работа лишь одной субпопуляции нейронов спинного мозга помогла пациентам с параличом снова двигаться. Для терапии травм спинного мозга авторы статьи, использовали электростимуляцию клеток поясничного отдела. |
Новое открытие учёных о спинном мозге
| Ученые КФУ разработали новый метод восстановления спинного мозга - Российская газета | Эти детали могут быть полезны для понимания принципов регенерации поврежденных аксонов спинного мозга", — рассказывает Роман Борисюк из Института математических проблем биологии РАН, чьи слова приводит пресс-служба заведения. |
| Починить спинной мозг: новые терапии на грани фантастики - | Спинной мозг новости. |
Важная победа над природой: как скоро можно будет чинить спинной мозг
Немецкие ученые научились восстанавливать спинной мозг: последние новости 2021 года. Они создали из стволовых клеток каркасы, которые можно успешно имплантировать в спинной мозг с целью восстановления повреждений нервов. Создан препарат со стволовыми клетками для лечения спинного мозга. Немецкие ученые научились восстанавливать спинной мозг: последние новости 2021 года. Они создали из стволовых клеток каркасы, которые можно успешно имплантировать в спинной мозг с целью восстановления повреждений нервов. Медновости. Гипотезы и открытия. Ученых заинтересовал спинной мозг в контексте проблем с памятью после COVID-19. MedAboutMe Новости. Целью исследователей было заставить расти в нужном направлении аксоны – отростки нервных клеток, которые и составляют спинной мозг. Новости науки и техники/.
Регенерация нейронов: ученые вернули ходьбу мышам, парализованным после травмы
В рамках мастер-класса были выполнены также несколько видов высокотехнологичных вмешательств, к примеру, пациентке с угрозой ишемического инсульта было выполнено экстра интро краниальное шунтирование. Суть операции заключается в создании альтернативного пути тока крови в обход пораженного участка сосудистого русла. Обходной участок называется шунтом. Также в ходе мастер-класса были проведены 9 сложнейших эндоваскулярных операций на спинном мозге, среди которых проведена эмболизация злокачественной опухоли головного мозга с проведением Вада теста. Данный тест используется при планировании нейрохирургических вмешательств для прогнозирования возможных послеоперационных функциональных нарушений.
Самостоятельно местные специалисты подобные вмешательства в спинной мозг не проводили.
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. На второй день исследователи также проверили память, повторив условия первоначального обучения. Они обнаружили, что у мышей контрольной группы задние конечности стабильно достигали положения избегания быстрее, чем в первый день, что свидетельствует о способности к запоминанию.
При тестировании задние лапы подопытных мышей свободно свисали, и если лапа слишком сильно опускалась вниз, то подвергалась удару электрического тока. Лапы контрольных мышей также стимулировали током, но делали это неупорядоченно. Всего через 10 минут после начала эксперимента лапы мышей оставались высоко поднятыми, чтобы избежать удара током, — животные обучились. Это доказывает, что спинной мозг и без участия головного может связать неприятное ощущение с определенным положением конечности и скорректировать свою работу. 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.
Травмы 2023 Выпущено вживляемое в тело устройство для реабилитации людей с травмами спинного мозга 15 мая 2023 года компания Onward Medical со штаб-квартирой в Эйндховене Нидерланды сообщила о первом успешном использовании имплантируемого устройства ARC-IM для реабилитации людей с травмами спинного мозга. Подробнее здесь. Вышло портативное устройство для поддержки дыхания пациентов с травмами спинного мозга 5 апреля 2023 года американская компания Synapse Biomedical сообщила о выходе системы стимуляции диафрагмы NeuRx NeuRx DPS , предназначенной для пациентов с травмами спинного мозга, которым требуется искусственная вентиляция лёгких ИВЛ.
Спинной мозг
| Вести с полей: спинной мозг и движение | Сайт для специалистов и больных по проблеме травматической болезни спинного мозга. Клиника, диагностика, лечение, реабилитация. Новейшие достижения и перспективы исследования. |
| Спинной мозг | РИА Новости: Бойцы ВС РФ спаслись от дронов ВСУ на машине с "Волнорезом". |
Важная победа над природой: как скоро можно будет чинить спинной мозг
Это направление объединяет в себе и нейрохирургов и ортопедов-травматологов. Благодаря соединению специальностей в Центре нейрохирургии им. Бурденко удалось помочь Эдуарду. У него удалили очень редкую опухоль. Болезнь редкая, история обычная. Третий день после операции, выписка через два дня.
На съезде Российской ассоциации хирургов-вертебрологов рассказали, насколько востребована эта профессия. 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. Вы можете себе представить, какой объем операций по стране.
Они встречаются редко. Намного реже встречаются незлокачественная гемангиобластома, и злокачественная олигодендроглиома. Причины опухоли спинного мозга у взрослых Истинные причины опухолевого роста, который возникает в области спинного мозга, на сегодняшний день не определены. Учёные выделяют ряд факторов риска, которые могут повышать вероятность опухолевого роста у детей или взрослых, но однозначно не приводят к образованию патологии. Сюда включают: наследственную предрасположенность особенности генов, переданные от родителей детям ; воздействие веществ, обладающих канцерогенными эффектами химические красители, продукты переработки нефти ; развитие лимфомы это злокачественное поражение в области лимфатической системы ; наличие болезни Гиппеля-Ландау по наследству передаётся склонность к росту опухолей, как доброкачественных, так и раковых ; развитие нейрофиброматоза 2-го типа это заболевание, связанное с поломками генов, при котором формируются множественные опухоли — шванномы либо менингеомы в области нервов и нервной системы ; воздействие вредных факторов экологии химические загрязнения, радиационное воздействие ; ведение нездорового образа жизни — курение, приём алкоголя, нерациональное питание; постоянные стрессы; избыточный загар в солярии, на пляже. Нередко влияют сразу несколько факторов и должны создаться особые условия для начала роста опухоли.
Симптомы опухоли спинного мозга у взрослых Нет типичных или характерных симптомов только для опухоли, все признаки могут имитировать и другие болезни, особенно на ранних стадиях. Поэтому стоит обращаться к врачу, чтобы определить или исключить проблему при следующих жалобах. Болевой синдром. Наиболее частым проявлением опухоли становится боль, которая возникает в области позвоночника, где начала свой рост опухоль. В ранней стадии боль может быть лёгкой или более сильной, но выраженных неврологических симптомов при этом нет.
Российские ученые разработали технологию изготовления нейроимплантов из композитного материала на основе углеродных нанотрубок и силикона. Предложенный состав материала характеризуется высоким уровнем биосовместимости, долговременной биостабильностью, выдающейся прочностью на растяжение, высокими значениями емкости для хранения электрического заряда. Таким образом, ученым удалось получить одновременно мягкий и прочный материал — то есть при движении имплант будет повторять механику движений и не травмировать ткани вокруг. Предложенный специалистами способ изготовления нейроимплантов основан на традиционных технологиях изготовления и экономичен в производстве, а значит, это делает его перспективным для массового производства имплантируемой электроники.
Бурденко, академик РАН, президент Ассоциации нейрохирургов России: «В России выполняется 190 тысяч нейрохирургических операций, из них 95 тысяч — на спинном мозге. Вы можете себе представить, какой объем операций по стране. Пациентов с патологией позвоночника и спинного мозга очень много, работать и работать». На 12-й съезд ассоциации пригласили не только нейрохирургов и травматологов, но и огромное количество других специалистов. Участников более 700.
Оказывается, с болезнями позвоночника очень многое связано. Тема съезда «Противоречия в вертебрологии и опыт смежных специальностей». Одно из противоречий — ситуация, в которой направление оказалось в условиях санкций, но все постепенно успешно решается. Белорусская компания, уверяют хирурги, по техническому уровню не уступает, по цене выигрывает. Юрий Палатенко, коммерческий директор «Медбиотех»: «Нам часто задают вопрос, почему мы не работаем с западными странами, с западными фирмами.
Life78 показал, как пациенты с травмой спинного мозга начинают ходить
Медновости. Гипотезы и открытия. Ученых заинтересовал спинной мозг в контексте проблем с памятью после COVID-19. 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. «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. «Функциональность имплантов спинного мозга была изучена с использованием тестов in vivo на лабораторных животных, которые показали высокую эффективность предлагаемой технологии для мониторинга и стимуляции нейрональной активности у млекопитающих».
Регенерация нейронов: ученые вернули ходьбу мышам, парализованным после травмы
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. 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.
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. Полученные учеными НИЛ «Генные и клеточные технологии» новые научные результаты будут способствовать лучшему пониманию механизмов, происходящих в нервной ткани после травмы спинного мозга, и разработке новых методов лечения больных с такими травмами.
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. Для этого биологи использовали секвенирование РНК в каждом из ядер клеток отдельно snRNA-seq и нанесли результаты секвенирования на проекцию спинного мозга. Так удалось выделить 36 субпопуляций, основанных на работе маркерных генов. Чтобы выделить ту субпопуляцию, которую исследователи искали принимающую участие в реабилитации , биологи использовали метод приоритезации.
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!
Ученые КФУ изучают эффективные способы помощи пациентам с травмой спинного мозга
Новости Казахстана. Повреждения спинного мозга представляют собой серьезную медицинскую проблему, часто означающую паралич и необратимую функциональную потерю для пострадавших. После этого у животного с контузионной травмой спинного мозга была зафиксирована положительная динамика его состояния, в частности, частично восстановилась двигательная активность. После этого у животного с контузионной травмой спинного мозга была зафиксирована положительная динамика его состояния, в частности, частично восстановилась двигательная активность. После этого у животного с контузионной травмой спинного мозга была зафиксирована положительная динамика его состояния, в частности, частично восстановилась двигательная активность. 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.