Что происходит во время травмы? Новости Казахстана.
Российский нейроимплант поможет двигаться пациентам с травмами спинного мозга
Сайт для специалистов и больных по проблеме травматической болезни спинного мозга. Клиника, диагностика, лечение, реабилитация. Новейшие достижения и перспективы исследования. Все новости Лента новостей Hardware Software События в мире В мире игр IT рынок Новости сайта. Главная» Новости» Спинной мозг новости восстановления. Спинной мозг обладает собственными нейронными сетями, которые выполняют просчёт движений на месте. Суть заключается в многоуровневой стимуляции спинного мозга в сочетании со специальными упражнениями.
Нейрохирурги ВКО поделились опытом имплантации нейростимулятора в спинной мозг
| Вести с полей: спинной мозг и движение | Несколько этапов экспериментов на мышах показали ученым возможность регенерации нейронов спинного мозга после травм позвоночника. |
| Ученые создали имплант спинного мозга — он вылечил 80 процентов случаев хронического паралича мышей | 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. |
| Ученые создали имплант спинного мозга — он вылечил 80 процентов случаев хронического паралича мышей | Новости науки. от исследовательских организаций. Генетически модифицированные нервные стволовые клетки демонстрируют многообещающий терапевтический потенциал при повреждении спинного мозга. |
| Прорыв в лечении поврежденного спинного мозга | Читайте самые интересные и обсуждаемые посты по теме Спинной мозг. |
Life78 показал, как пациенты с травмой спинного мозга начинают ходить
Поделиться Репостнуть Твитнуть Ученые вернули возможность ходить мышам с повреждениями спинного мозга. Для этого им восстановили аксоны — нервные волокна, которые передают электрические сигналы по всему телу. Эксперименты в этом направлении велись давно, однако работоспособность некоторых двигательных функций не возвращалась.
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!
Сергей Кирсанов Казань Ученые из Казани разработали метод, который помогает стимулировать восстановление структуры и функции головного мозга после травм. Об открытии рассказали в Минобрнауки РФ. Метод основан на использовании пузырьков, состоящих из мембраны клеток - внеклеточных везикул, которые участвуют в различных процессах внутри организма. Сами везикулы были получены из мезенхимных стволовых клеток свиньи, которой они потом и вводились. Была проведена качественная оценка этих везикул, определены их размер и ультраструктура, - рассказала "Газете.
Клетки начали функционировать подобно другим клеткам спинного мозга — они формировали полноценные синапсы, что помогло вернуть крысам подвижность. Попытки «починить» спинной мозг таким образом предпринимались давно, однако никому из ученых ранее не удавалось достичь успеха. Фото с сайта independent. Впрочем, пока о клинических испытаниях терапии на людях говорить преждевременно. В ближайшее время авторы протестируют разработанную ими технологию на более крупных животных. Чуть раньше были опубликованы результаты исследований австралийских ученых из Университета Нового Южного Уэльса. Им удалось перепрограммировать клетки костной и жировой тканей в индуцированные мультипотентные стволовые клетки, способные участвовать в регенерации любых тканей. Команда ученых уже успешно испытала полученные стволовые клетки на мышах. Теперь ученые считают, что в 2017 году они смогут протестировать клетки на людях. С помощью новых клеток авторы планируют лечить паралич и справиться с другими заболеваниями, например, с хроническими болями в спине или последствиями травм. В октябре 2014 года в журнале Cell Transplantation был опубликован отчет о еще одной инновационной медицинской технологии , разработанной группой польских и английских медиков во главе с нейрохирургом Павлом Табаковым. Сорокалетний Дерек Фидика в 2010 году после удара ножом в спину оказался парализован от груди и ниже. После двух лет безуспешной терапии медики решились на экспериментальный вид лечения. Врачи провели операцию по извлечению обонятельной луковицы пациента, затем в специальных условиях были выращены особые клетки обонятельной выстилки носа, известные своей способностью проводить нервные импульсы. После этого были сделаны микро-инъекции клеток в область повреждения спинного мозга. Наконец, в ту же область были имплантированы четыре полоски нервной ткани. По словам врачей, пересаженные клетки, прижившись в спинном мозге, стали выполнять функцию по проведению нервных импульсов между клетками самого мозга, таким образом способствуя их регенерации и восстановлению активности. Уже спустя три месяца после вмешательства пациент почувствовал первые изменения, ощутив мышцы собственной ноги. Спустя еще полгода он смог сделать первые шаги при поддержке специального устройства и при помощи врача. Фото с сайта huffingtonpost.
Нейроинтерфейс между спинным и головным мозгом позволил ходить паценту с травмой позвоночника
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. 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. А в участок спинного мозга, контролирующий движения ног, был имплантирован электронный нейростимулятор, который, стимулируя спинной мозг, заставляет его активизировать мышцы нижних конечностей. А в участок спинного мозга, контролирующий движения ног, был имплантирован электронный нейростимулятор, который, стимулируя спинной мозг, заставляет его активизировать мышцы нижних конечностей.
В России проведена операция по установке нейростимулятора в спинной мозг
В описываемом эксперименте — движения ногами. Затем его обучали синхронизации желаний пациента двигать конечностями с сигналами, отправляемыми к спинному мозгу. В итоге это дало возможность мужчине двигаться по пересеченной местности самостоятельно но с костылями.
Сами везикулы были получены из мезенхимных стволовых клеток свиньи, которой они потом и вводились. Была проведена качественная оценка этих везикул, определены их размер и ультраструктура, - рассказала "Газете. Ru" ведущий научный сотрудник OpenLab "Генные и клеточные технологии" КФУ, руководитель научной группы "Молекулярные и клеточные механизмы нейрорегенерации" Яна Мухамедшина. Эффективность метода была установлена при эксперименте, в ходе которого была смоделирована контузионная травма спинного мозга у свиньи на уровне 11-го грудного позвонка. По словам ученых, такая травма соответствует повреждению, которое встречается в клинических условиях при переломе позвонка и смещении его отломков в сторону спинномозгового канала.
Группа ученых из Университета Техаса, работающих в области клеточной инженерии и регенеративной медицины провели серию успешных экспериментов на животных моделях, в результате которых удалось вызвать формирования новых нейронов спинного мозга взамен поврежденных. Особого внимания заслуживает то, что за основу для формирования новой нейронной сети исследователи взяли зрелые клетки глии, извлеченные непосредственно из позвоночника самих подопытных мышей. Ранее считалось невозможным настолько хорошо восстановить поврежденные участки спинного мозга, чтобы добиться полной регенерации травмированных тканей позвоночника и спинномозгового корда с возвратом всех двигательных и сенситивных функций. Для такого эффективного лечения соответствующих технологий пока не существует. Результаты исследований Исследователи сфокусировали свое внимание на клетках глии, которые в изобилии присутствуют в центральной нервной системе. Они служат для поддержки и защиты нейронов в спинном мозге и формируют рубцовую ткань при возникновении повреждений.
Был один мужской пропитой голос из угла, который всем, кто заходил в помещение, говорил одну фразу: "а не найдётся ли у вас сигаретки? Оказалось, что это какой то алкаш, которому очень сильно дали тяжелым по башке, и теперь у него нет части черепа и куска мозга. Его перевели из реанимации через несколько дней, но достать он успел всех. Он, кстати, будет ещё фигурировать в моем рассказе. Поскольку принимать пищу и пить я не мог, то кормили и поили меня какой-то субстанцией через трубку в носу она была просунута в желудок. Примерно по истечении недели, врач сказал, что поражение спинного мозга настолько сильное, что дышать полностью самостоятельно я пока не смогу, поскольку сигнал до нужных мышц проходит слабо, и ещё некоторое время надо побыть в реанимации на ИВЛ. Это меня совсем не устраивало, и я решил что хрен там плавал, и все свободное время а его у меня теперь дофига , я буду стараться делать вдохи-выдохи вместе с аппаратом, и докажу всем, что меня так просто не возьмёшь. В тот же день мне сделали трахеостому дырка в трахее, под кадыком , и трубку ИВЛ переставили туда. Ничего вкуснее той воды я ещё не пил. Ещё через какое-то время, санитары стали приподнимать изголовье кровати и кормить меня с ложечки. Ничего вкуснее той еды я ещё не ел. Затем начались просто невыносимые боли в ногах, будто ноги находятся в ведре с очень горячей водой. Тяжело только, когда нужно заснуть, приходится включать в наушниках аудиокниги, чтобы отвлечься от боли привет, мудачьё, у которого горела срака от моего поста о cgpods, в комментах к 1й части. Да-да, я ими пользовался, несмотря на болезнь, и очень огорчился, когда они предательски сломались. Горжусь, что смог решить проблему, будучи неспособным даже встать с кровати. Затем выяснилось, что из-за неподвижности у меня начались пролежни на крестце, и врачи пришли к выводу, что надо меня поворачивать с боку на бок. Примерно в это же время ко мне прямо в реанимацию стала приходить очень милая женщина - врач ЛФК, и шевелить за меня моими ногами и руками.
Нейроинтерфейс между спинным и головным мозгом позволил ходить паценту с травмой позвоночника
| Регенерация нейронов: ученые вернули ходьбу мышам, парализованным после травмы | | РИА Новости: Бойцы ВС РФ спаслись от дронов ВСУ на машине с "Волнорезом". |
| Спинной мозг. Секреты наружного строения | Z-новости. В РФ создали препарат со стволовыми клетками для лечения травмы спинного мозга. |
| ФГБНУ «Аналитический центр» - 29 мая 2023 г. - EPFL: встать на ноги после травмы спинного мозга | – Опухоли спинного мозга, – говорит врач-онколог Александр Серяков, – это патологические новообразования злокачественной и доброкачественной природы, которые локализуются в области спинного мозга. |
| Ученые КФУ изучают эффективные способы помощи пациентам с травмой спинного мозга | 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. |
Парализованный мужчина начал ходить с помощью "моста" между головой и спинным мозгом
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.
Когда мы говорим «стимуляция спинного мозга», нужно помнить, насколько непросто простимулировать спинномозговые нейроны так, чтобы получить правильную последовательность движений. Если мы представим, как двигается наша нога, то быстро поймём, что активность нейронов и групп нейронов , управляющих движением, будет довольно сложной: они будут включаться по очереди, постоянно «прислушиваясь» к тому, что во время выполняемого движения происходит с ногой, с её мышцами. Стимулировать спинной мозг будет специальный имплантат, который нужно снабдить обратной связью: его электроды должны включаться и выключаться в соответствии с тем, как движется нога. А для этого нужно учитывать не только движение ноги самой по себе, но и положение тела в пространстве.
Можно представить, насколько сложными должны быть алгоритмы, которые рассчитывают импульсы, подаваемые имплантатом на спинной мозг. После того, как «крысиные» эксперименты со спинномозговой стимуляцией прошли успешно, этот метод использовали с тремя добровольцами, которые когда-то получили травмы позвоночника и последние годы провели в инвалидных колясках. Спустя пять месяцев тренировок со стимулятором спинного мозга все трое уже ходили на собственных ногах. Но, как легко понять, чтобы начать ходить, стимулятор нужно сначала запустить. Речь не обязательно о кнопке на пульте управления. Например, один из добровольцев, несмотря на травму и паралич, мог определённым образом двигать коленями — это движение и запускало стимулятор, посылая ему импульсы от соответствующих мышц. 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.
Полученные результаты могут помочь ученым разработать способы восстановления двигательной активности пациентов с травмами позвоночника. Ученым уже давно известно, что двигательная активность спинного мозга может регулироваться с помощью обучения даже без участия головного мозга. Наиболее наглядно это было продемонстрировано на примере обезглавленных насекомых, чьи ноги все еще можно обучить избегать внешних сигналов. До сих пор не удавалось выяснить, как именно это происходит, а без такого понимания феномен оставался не более чем любопытным фактом. Как объясняет Такеока, «понимание основного механизма очень важно, если мы хотим понять основы автоматизма движений у здоровых людей и использовать эти знания для реабилитации пациентов с травмами позвоночника». Прежде чем перейти к изучению нейронных связей, исследователи разработали экспериментальную установку, которая позволила им изучить процесс адаптации спинного мозга мыши. Под процессом понимается как обучение, так и запоминание без участия головного мозга. В каждом тесте участвовали экспериментальная и контрольная мыши, чьи задние лапы свободно свисали.
В ходе операции устройство подключается непосредственно к спинному мозгу. Метод электростимуляции достаточно эффективен, так как позволяет избежать нежелательных побочных эффектов в виде воздействия лекарства на печень и почки. Как поведал в интервью изданию «Комсомольская правда» Александр Евгеньевич Яковлев, хирург, руководивший операцией, Метод нейростимуляции на сегодняшний день считается наиболее эффективным способом подавления хронического болевого синдрома. При этом он обратимый и исключает побочные эффекты и клинически значимые осложнения.
В России проведена операция по установке нейростимулятора в спинной мозг
В большинстве случаев инсульт спинного мозга бывает спровоцирован нарушениями работы сосудов, а не самого позвоночника. Статья Спинной мозг, Травмы, Выпущено вживляемое в тело устройство для реабилитации людей с травмами спинного мозга, Вышло портативное устройство для поддержки дыхания пациентов с травмами спинного мозга. Израильские ученые разработали имплант спинного мозга из человеческих клеток для парализованных мышей. Главная» Новости» Спинной мозг новости.
Ученые вернули возможность ходить мышам с травмами спинного мозга
Ученые-медики вживляют "умный" имплантат в поврежденный участок спинного мозга, из-за которого происходит паралич нижних конечностей. 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. Z-новости. В РФ создали препарат со стволовыми клетками для лечения травмы спинного мозга. С начала 2023 года в клинике реабилитации ФГБУ «НМХЦ им. Н.И. Пирогова» МЗ РФ проводится исследование: «Эффективность функциональных и силовых тренажеров Ильясова в реабилитации пациентов после травмы шейного отдела спинного мозга». РИА Новости: Бойцы ВС РФ спаслись от дронов ВСУ на машине с "Волнорезом".
В России проведена операция по установке нейростимулятора в спинной мозг
Следующий вопрос: как обеспечить бесперебойное питание электроники и её связь с внешней гарнитурой? Провода использовать нельзя. Любая магистраль, идущая к мозгу через кости черепа и твёрдую оболочку, будет выступать открытыми воротами для инфекции. Инженерная проблема была решена с помощью двух антенн, спрятанных в силиконовый кожух.
Первая, использующая частоту в 13,56 МГц, питает имплантированную электронику по механизму индуктивной связи. Похожим образом работают беспроводные зарядки современных смартфонов. Напомним, что электрическое и магнитное поле не существуют друг без друга.
Это всё грани единого электромагнитного поля. При прохождении электрического тока через индукционную катушку появляется магнитное поле. Одновременно с этим параллельно ему формируется электрическое поле.
Параллельно электрическому полю возникает магнитное — и так со скоростью света в бесконечность. Технически продвинутый читатель уже догадался, что речь идёт о волне. Живые ткани прозрачны для многих видов электромагнитных волн.
Естественно, их можно и нужно ловить, как это делают имплантированные модули нейростимулятора. Вторая, ультравысокочастотная антенна на 405 МГц, общается с базовой станцией и блоком обработки данных в режиме реального времени. Таким образом сигналы с коры попадают на компьютерную периферию, где осуществляется интерпретация нервных импульсов на язык электроники, а также «предсказываются» будущие движения.
Подробнее о том, как это происходит, будет сказано чуть ниже. Программное обеспечение процессора анализирует декодированные сигналы с коры головного мозга. Серьёзная проблема всей бионики — это шум.
Нервная система порождает огромное количество сигналов, и далеко не каждый из них имеет отношение к делу. Прежде чем декодировать сигнал, следует сперва отделить «мух от котлет». Алгоритмы потоковой обработки данных сортируют поступившую информацию согласно её релевантности.
За счёт использования современных материалов и правильного исполнения нейрохирургической операции величина входного приведённого шума составляет всего лишь 0,7 мкВ по среднеквадратичному отклонению. Схожие системы применяют для стимуляции головного мозга у пациентов, страдающих болезнью Паркинсона. Научная группа модифицировала устройство, добавив к нему модули беспроводной связи.
Задержка между импульсом с головного мозга и эпидуральной стимуляцией составляет 100 мс. С учётом того, что технология предназначена для восстановления привычных движений, такой «лаг» не выглядит слишком долгим. В конце концов, речь идёт не о спортивных рекордах, а возможности встать с койки.
Аппаратный и программный модуль работают как единая интегрированная цепочка. Между головным и спинным мозгом образуется цифровой мост. Последний участник звена — имплантируемый генератор импульсов Specify 5-6-5, состоящий из массива на 16 электродов.
Корковые сигналы проходят через процедуры модуляции, преобразуясь в аналоговые команды. Имплантат проводит их к задним корешкам спинного мозга. Уже оттуда сформированная команда достигает мышц нижних конечностей.
Программная часть. Аспекты декодирования Электрическую активность сенсомоторной коры головного мозга регистрируют по 32 каналам с частотой 586 Гц. Диапазоном полосовой фильтрации стал промежуток между 1 и 300 Гц.
Именно в нём скрыты данные, необходимые для иннервации нижних конечностей. Как выявить намерение к движению? Эту работу выполняет алгоритм рекурсивной экспоненциально-взвешенной мультилинейной модели марковского переключения.
В её состав входит классификатор скрытой марковской модели и набор независимых регрессионных моделей. При возникновении намерения к движению происходит активация сенсомоторной коры головного мозга, которую возможно считать с помощью электродов. Каждая из регрессионных моделей осуществляет контроль над целыми группами степеней свободы конечностей.
Дело в том, что нога или рука — не просто рычаг. В своей работе он подчиняется законам биомеханики. Любое движение возможно лишь при согласованной работе множества звеньев.
К ним относят суставы, мышцы, сухожилия и сенсорную иннервацию от механо- и проприорецепторов. Человек не смотрит на ноги, когда ходит. Мы и так знаем, какое положение занимает тело.
Мы спокойно выполняем движения вслепую, не полагаясь на зрение. Это возможно благодаря тому, что на аппаратной части головного и спинного мозга непрерывно крутятся скрипты, отвечающие за восприятие схемы тела. Подробнее мы рассказывали в предыдущей статье.
Если коротко, мозг не контактирует с реальностью напрямую. Он создаёт абстрактную схему тела, которая выступает прокси-моделью организма. Чем активнее мы пользуемся тем или иным органом, тем ярче будут выражены соответствующие нейронные поля в коре.
Классификатор на основе НММ выполняет важную работу. Он оценивает вероятность активации конечности под конкретное движение. Гипотеза цепей Маркова выступает математическим аппаратом, благодаря которому возможно просчитывать непрерывные и динамические движения.
Каждое новое состояние будет проистекать из предыдущего с внесением правок от коры головного мозга. Разумеется, это вполне возможно предсказать средствами современной математики. Классификатор НММ учитывает вероятность выброса и перехода нескольких переменных.
К ним относится бедро, колено и лодыжка по отдельности, вместе или во всех возможных комбинациях плюс состояние покоя. Здесь модель немного упрощена, ведь человек не может одновременно шагать правой и левой ногой. Калибровка декодера осуществляется в режиме онлайн, базируясь на прошлых состояниях массива данных.
Модель, контролирующая сгибание бедренных суставов во время ходьбы, самообучалась гарантированно предсказывать статус нижних конечностей после 30 повторений стереотипного движения. Но даже этого мало. Чтобы эффективно выполнить движение, имплантат должен непрерывно держать контакт со скелетной мускулатурой.
При спинальной травме головной мозг не получает сигналов от органов-исполнителей.
Виды заболеваний Развиваются заболевания спинного мозга в раннем возрасте при нарушении внутриутробного развития, генетической предрасположенности или возникают из-за гематом, абсцессов, новообразований, грыж, травм, возрастных изменений тканей и структур. Инфаркт спинного мозга. Магистральная артерия закупоривается, возникает внезапная спинная боль, пациент утрачивает чувствительность, возникает паралич конечностей. Новообразования, кисты. Развиваются из-за аномалий краниовертебрального перехода, травмирования. Проявляются нарушением глотания, атрофией языковых мышц, нарушением температурной, болевой чувствительности спины и плеч.
Травматическая болезнь спинного мозга: необратимые и обратимые патологии, возникшие после травмирования. Поражаются близлежащие кровеносные сосуды, нервные участки, оболочки, сам спинной мозг. Нервные импульсы не проходят, чувствительность и двигательные функции снижаются или исчезают, возникает частичный или полный паралич. Возникает из-за физических перегрузок, травмировании, возрастных изменений. Проявляется дегенеративными изменениями хрящевой ткани, компрессией нервных структур и спинного мозга. Поперечный миелит — воспаление спинномозгового вещества, которое ограничивает чувствительность и двигательные функции. Возникает из-за сдавливания нервных корешков межпозвонковыми грыжами.
Проявляется нарушением глубоких рефлексов, чувствительности, болевым синдромом, неврологическими расстройствами. Врачи Нейрохирургического центра им.
Чтобы выделить ту субпопуляцию, которую исследователи искали принимающую участие в реабилитации , биологи использовали метод приоритезации.
Алгоритм машинного обучения Augur выделил в построенном атласе те нейроны, экспрессия которых больше всего менялась при реабилитации. Оказалось, что есть группа нейронов, которая меняет свою экспрессию в ответ на все параметры терапии. 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.
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.
Все данные о движениях парализованного животного в режиме онлайн поступают в специальную компьютерную программу. Дело в том, что активность спинного мозга распределяется по-разному даже во время обыкновенного шага. Когда мы поднимаем ногу — работает одна часть нейронов.