В Университете МИСИС разработали прототип нейроимплантата, который поможет восстанавливать функции спинного мозга после травм и повреждений. Повреждения спинного мозга представляют собой серьезную медицинскую проблему, часто означающую паралич и необратимую функциональную потерю для пострадавших. Потому что через так называемый гематоэнцефалический барьер, который отделяет мозг от кровотока, проникают не все противовирусные лекарства. 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. 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.
Ученых заинтересовал спинной мозг в контексте проблем с памятью после COVID-19
Примечательно, что у пациента наблюдались улучшения в сенсорном восприятии и двигательных навыках, которые сохранялись даже после отключения "цифрового моста", что позволило ему ходить с костылями. По словам профессора Грегуара Куртина, это говорит о том, что цифровой мост не только восстановил спинной мозг пациента, но и поспособствовал росту новых нервных связей. Оскам — пока что единственный пациент, на котором испытали "цифровой мост". В будущем технологию планируют применить для восстановления функций рук и кистей у пострадавших. Ее также могут протестировать после других причин паралича, например, инсульта. Читайте также.
Оказалось, что в основе эффекта этой терапии лежит активация одной субпопуляции клеток — интернейронов SCVsx2::Hoxa10, которые даже не участвовали в ходьбе до паралича. Нейроны, которые управляют ходьбой, расположены в поясничном отделе спинного мозга — они передают сигналы из ствола головного мозга мышцам, заставляя их сокращаться. 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.
Так, хотя распространено мнение о том, что при нарушении связи между головным и спинным мозгом человек больше никогда не сможет ходить, современная наука говорит об обратном. Главными инфопартнерами съезда стали портал Neuronovosti.
Ru и объединенная редакция порталов Indicator. Ru и Inscience. Юрий Герасименко.
Фото: ИЭФБ РАН 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.
Травмы позвоночника часто приводят к нарушениям целостности смещениям, разрывам спинного мозга. Результатом таких нарушений становится полная или частичная инвалидность человека из-за паралича или невозможности двигаться и жить полноценной жизнью. 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.
Главный онколог «СМ-Клиника» об опухолях спинного мозга
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. спинного мозга выделяют полный поперечный и парциальный поперечный миелит, а на основании протяженности патологических изменений — продольно распространенный поперечный и продольно ограниченный поперечный миелит [3]. После нанесения этим подопытным мышам травм с повреждением спинного мозга в их эпендимальных клетках включалась программа превращения в олигодендроциты, которые затем мигрировали в места демиелинизации аксонов и ремиелинизировали их.
Впервые в мире с помощью стволовых клеток восстановили спинной мозг
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. Фото с сайта telegraph. Им удалось восстановить целостность спинного мозга крыс с помощью нейронов, полученных из стволовых клеток. 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.
Раньше при помощи имплантата стимулировали весь мозг одновременно. А теперь медики предлагают воздействовать лишь на его отдельные участки. 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.
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. Тиглиева «Новые технологии» лечат следующие заболевания спинного мозга в неврологии: Злокачественные и доброкачественные опухоли: липома, глиома, эпиндимома, менингиома, невринома, фибролипома, менингиома, экстрамедуллярное, интрамедуллярное новообразование. Гидромиелия: центральный спинномозговой канал расширен, возникает болезненность, нарушение двигательной функции, чувствительности. Возникает из-за болезней позвоночника, травм, аномалий краниоцервикального перехода. Стеноз позвоночного канала: дегенеративные изменения, вызванные сужение канала в области поясницы. Передавливает нервные структуры, что вызывает боли в спине, ногах во время нагрузок на нижние конечности и при ходьбе. Сосудистые болезни: Фистулы сосудов: соустье между спинномозговыми артериями и сегментарной веной, из-за чего в венозную систему спинного мозга поступает большее количество крови, повышается венозное давление.
Возникают парезы и параличи верхних и нижних конечностей, нарушается работа мочевого пузыря, кишечника, искажается чувствительность. Артериовенозная мальформация — врожденное сосудистое заболевание, которое ведет к аневризмам, хронической недостаточности кровообращения. Сосудистые стенки выпячиваются, сдавливают нервные структуры, спинной мозг, вызывают кровоизлияние, ишемию. Сосуды спинного мозга Пороки развития: Диастематомиелия — наследственное заболевание спинного мозга, при котором продольная перегородка расщепляет спинной мозг на две части, содержащих центральный канал.
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. Анализ проводится с помощью масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.
После ввода показателей анализа система, основанная на статистических моделях, просчитывает риск наличия патологического процесса и предоставляет результат.
В России разработали препарат для лечения травм спинного мозга
После нанесения этим подопытным мышам травм с повреждением спинного мозга в их эпендимальных клетках включалась программа превращения в олигодендроциты, которые затем мигрировали в места демиелинизации аксонов и ремиелинизировали их. Z-новости. В РФ создали препарат со стволовыми клетками для лечения травмы спинного мозга. Главная Новости НаукаИзраильская компания представила инновационный метод лечения травм спинного мозга. РИА Новости: Бойцы ВС РФ спаслись от дронов ВСУ на машине с "Волнорезом".
Ученые восстановили разрушенный спинной мозг
| Life78 показал, как пациенты с травмой спинного мозга начинают ходить | Болезни спинного мозга — это патологические состояния, вызванные пороками развития, дегенеративными изменениями, опухолями, сосудистыми нарушениями и повреждениями спинномозгового канала, которые приводят к структурно-функциональным изменениям отделов. |
| Life78 показал, как пациенты с травмой спинного мозга начинают ходить | Ученые-медики вживляют "умный" имплантат в поврежденный участок спинного мозга, из-за которого происходит паралич нижних конечностей. |
Человеческому мозгу вернули контроль над парализованными ногами
– Опухоли спинного мозга, – говорит врач-онколог Александр Серяков, – это патологические новообразования злокачественной и доброкачественной природы, которые локализуются в области спинного мозга. Новости науки и техники/. В большинстве случаев инсульт спинного мозга бывает спровоцирован нарушениями работы сосудов, а не самого позвоночника. Исследователи разработали и внедрили «мозго-спинномозговой интерфейс» (BSI), который образует неврологическую связь с использованием беспроводного цифрового моста между спинным мозгом и головным мозгом человека. Все новости Лента новостей Hardware Software События в мире В мире игр IT рынок Новости сайта.
Спинной мозг
Ожидается, что испытания на людях состоятся в конце 2024 или начале 2025 года в Израиле, США и Канаде. Каждый год от 250. Около 90 процентов случаев связаны с несчастным случаем, падением или насилием. Экзосомы, также известные как внеклеточные везикулы, представляют собой наночастицы, естественным образом присутствующие в организме и выделяемые клетками. Они обладают уникальной способностью транспортировать биологический «груз» к определенным клеткам и воспаленным тканям, перемещаясь во внеклеточном пространстве и проникая через клеточные мембраны.
Через месяц собак в специальном поддерживающем корсете отправили на беговую дорожку для проверки функций конечностей. Собаки, которым трансплантировали собственные нейральные стволовые клетки из слизистой оболочки носа, вновь смогли управлять задними конечностями Группа собак, получившая инъекции OEC, продемонстрировала значительные улучшения: парализованные задние конечности начали двигаться, причем начала появляться скоординированность движений с передними ногами. Это означает, что стволовые клетки восстановили часть нервных путей и через поврежденную часть спинного мозга начали проходить сигналы. К сожалению, исследования показали, что восстановление происходит только на коротких расстояниях — при небольшой ширине разрыва между участками спинного мозга. Больше всего повезло тем собакам , у которых были нарушены связи между близкорасположенными нейронами, что соответствует тонкому хирургическому разрезу или несильному сдвигу позвонков.
Тем не менее, уже это является большим достижением. Один из хозяев собаки, отмечает, что это похоже на чудо: «До инъекции наш пес Джаспер не мог ходить и ползал, волоча задние ноги, а теперь он носится вокруг нашего дома и не отстает от других собак». В настоящее время ученые работают над созданием матриц, которые «укажут» клеткам OEC куда надо расти, чтобы восстановить связь в позвоночнике. Подобная технология сможет обеспечить восстановление нейронных связей даже при потере большого количества нейронов, как бывает, например, в случае компрессионных переломов. Пока идет работа над полным излечением травм спинного мозга, ученые из Case Western Reserve University и клиники Кливленда пытаются хотя бы частично улучшить состояния людей с очень серьезными повреждениями нервной ткани. В случае с обширной потерей нейронов пока почти нет надежды на полное исцеление, но для пациентов было бы большим облегчением восстановить хотя бы частичную функциональность парализованной части туловища. Успехи в этой области уже есть, и они весьма существенные. Американским ученым удалось восстановить у подопытных крыс контроль над мочевым пузырем, причем потеря контроля произошла в результате серьезной травмы позвоночника: полного перерезания позвоночного столба с массивной потерей нейронов. С помощью двух десятков нервных волокон ученые соединили разорванный спинной мозг.
На рисунке видны нервные волокна и тонкий металлический проводок, защищающий новое нервное соединение от обрыва Ученые не ставили перед собой задачу полностью вернуть подопытным мышам подвижность — это было невозможно при такой серьезной травме. Вместо этого была проделана кропотливая работа по пересадке нервной ткани из груди крыс в место повреждения в позвоночнике. Спустя много месяцев нейроны, подпитанные специальными химическими веществами и факторами роста, смогли прорасти навстречу разорванным участкам спинного мозга и соединить его через огромный по медицинским меркам разрыв шириной более 5 мм. В итоге получилось тонкое, всего в примерно 20 нервных волокон, соединение, которое, конечно, не могло полностью восстановить функциональность спинного мозга. Тем не менее, впоследствии, мыши восстановили некоторый контроль над потерянными функциями организма, в частности смогли контролировать мочевой пузырь.
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.
Через другой имплант, который находился в спинном мозге, эти сигналы благодаря алгоритму преобразовывались в инструкции для мышц ног.
Руководитель проекта в комиссии Гийом Шарве рассказал, что имплантаты используют "адаптивный искусственный интеллект" для декодирования намерений мозга о движении в режиме реального времени. После того как ИИ идентифицирует сигналы, они преобразуются в последовательности электрической стимуляции спинного мозга, которые активируют мышцы ног и вызывают желаемое движение. Примечательно, что у пациента наблюдались улучшения в сенсорном восприятии и двигательных навыках, которые сохранялись даже после отключения "цифрового моста", что позволило ему ходить с костылями. По словам профессора Грегуара Куртина, это говорит о том, что цифровой мост не только восстановил спинной мозг пациента, но и поспособствовал росту новых нервных связей. Оскам — пока что единственный пациент, на котором испытали "цифровой мост". В будущем технологию планируют применить для восстановления функций рук и кистей у пострадавших.
Ее также могут протестировать после других причин паралича, например, инсульта.
Ученые КФУ разработали новый метод восстановления спинного мозга
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. 40-летний мужчина смог снова ходить благодаря "цифровому мосту", который беспроводным способом соединяет головной мозг с участком спинного мозга, сообщает Sky News. Исследователи из Калифорнийского университета (University of California) опубликовали результаты своих экспериментов — им удалось восстановить целостность спинного мозга крыс с помощью нейронов, полученных из стволовых клеток. 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». «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.
Science: Ученые заставили мышей пойти после повреждения спинного мозга
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. 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. 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.