Исследователи разработали и внедрили «мозго-спинномозговой интерфейс» (BSI), который образует неврологическую связь с использованием беспроводного цифрового моста между спинным мозгом и головным мозгом человека. Травмы спинного мозга сегодня практически не поддаются лечению, ежегодно обрекая тысячи людей на жизнь в инвалидном кресле. После этого у животного с контузионной травмой спинного мозга была зафиксирована положительная динамика его состояния, в частности, частично восстановилась двигательная активность.
Ученые восстановили разрушенный спинной мозг
| В России проведена операция по установке нейростимулятора в спинной мозг | – Опухоли спинного мозга, – говорит врач-онколог Александр Серяков, – это патологические новообразования злокачественной и доброкачественной природы, которые локализуются в области спинного мозга. |
| Ученым удалось срастить поврежденный спинной мозг | MedAboutMe | Исследователи разработали и внедрили «мозго-спинномозговой интерфейс» (BSI), который образует неврологическую связь с использованием беспроводного цифрового моста между спинным мозгом и головным мозгом человека. |
| Спинной мозг подсоединили к головному и вернули человеку с травмой позвоночника подвижность | 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. |
| Ученые восстановили разрушенный спинной мозг | Россиянин Спиридонов оценил новость о пересадке мозга хирургом Канаверо. |
Нейрохирурги ВКО поделились опытом имплантации нейростимулятора в спинной мозг
Удалось восстановить способность передвигаться с ходунками, но дальнейших улучшений не было. Установка имплантатов заняла немного времени, после каждой операции пациента выписывали в течение суток, и в последующие 20 месяцев наблюдений требовалась лишь нечастая повторная калибровка. Уже после пятиминутной первичной калибровки BSI поддерживал непрерывный контроль активности мышц-сгибателей бедра нарушения затронули их в наибольшей степени. Мышечная активность увеличилась в пять раз по сравнению с попытками без BSI.
Восстановился интуитивный контроль движений ног: Герт-Ян смог стоять, ходить, подниматься по лестнице и даже пересекать пешком сложные ландшафты. После программы нейрореабилитации определенные улучшения наблюдались и при выключенном BSI видео. Улучшились не только двигательные показатели, но и чувствительность к легким прикосновениям.
Можно надеяться, что цифровой мост создает основу для восстановления естественного контроля движений. В предыдущих исследованиях авторы уже использовали электрическую стимуляцию спинного мозга для восстановления двигательной активности у людей. И установили в параллельных экспериментах на животных, что движение восстанавливается благодаря интернейронам спинного мозга; подробнее на PCR.
Отличие нового исследования от предыдущих заключается в том, что здесь авторы декодируют движения по активности мозга, а не по остаточным движениям, которые регистрируют датчики, прикрепленным к телу.
В США провели уникальную операцию Она частично вернула парализованному человеку чувствительность и контроль над руками Учёные из Института биоэлектронной медицины им. Файнштейна в Northwell Health рассказали об уникальной операции, которая вернула парализованному человеку чувствительность и подвижность рук. Как и во всех подобных случаях, речь идёт о мозговом имплантате, но не только.
Это первый случай, когда мозг, тело и спинной мозг парализованного человека были соединены электронным способом, чтобы долгосрочно восстановить движение и чувствительность. Когда участник исследования думает о движении руки или кисти, мы «перезаряжаем» его спинной мозг и стимулируем его мозг и мышцы, чтобы помочь восстановить связи, обеспечить сенсорную обратную связь и способствовать выздоровлению. Этот тип терапии, управляемой мыслями, меняет правила игры.
Потому что спинной мозг — это не просто шлейф проводов, передающий сообщения между центрами головного мозга и подведомственными им органами. Если говорить о скелетных мышцах, то спинномозговые нейроны образуют довольно сложные специализированные сети, ответственные за сохранение равновесия, координацию при ходьбе, контролирующие скорость и направление движения и т.
Получая информацию от мышц и кожи, нейронные сети спинного мозга могут вносить поправки в двигательную программу, корректируя её в зависимости от ощущений. Способность человека или животного управлять своими движениями зависит не только от контактов спинномозговых нейронов с центрами головного мозга, но и от целостности таких вот сетей в самом спинном мозге. Стимулируя двигательные сети спинного мозга, можно научить его управлять ногами, которые после травмы остались парализованными. Много лет назад сотрудники Федеральной политехнической школы Лозанны вместе с коллегами из других научных центров начали экспериментировать с такой стимуляцией. Мы неоднократно писали об этих экспериментах.
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.
У большей части из них были когнитивные нарушения.
Все испытуемые перенесли коронавирус в легкой форме, им не потребовалась госпитализация. Средний возраст участников с когнитивными симптомами составил 48 лет по сравнению с 39 годами в контрольной группе. У пациентов с «мозговым туманом» ученые обнаружили в образцах повышенный уровень белка, что говорит о воспалении в мозгу. Также и в крови, и в спинномозговой жидкости исследователи нашли антитела: это говорит о том, что процесс системный, то есть протекает во всем организме.
Вести с полей: спинной мозг и движение
| Всего одна субпопуляция нейронов помогла пациентам начать ходить после паралича | Ученые предложили чаще использовать нейростимуляцию спинного мозга электричеством с помощью небольшого вживляемого стимулятора. |
| Парализованный мужчина начал ходить с помощью "моста" между головой и спинным мозгом | Травма спинного мозга (ТСМ) – это сложное неврологическое состояние, вызывающее физическую инвалидность, психологический стресс. |
| Ученые КФУ разработали новый метод восстановления спинного мозга | Сам спинной мозг весит всего 30-35 грамм, имеет диаметр около 1 см и длину 40-45 см. В сравнении со многими другими органами, спинной мозг просто крохотный, но, тем не менее, он исключительно важен. |
| Впервые в мире с помощью стволовых клеток восстановили спинной мозг - Здоровье | По сути дела, спинной мозг — это нервная трубка, которая выросла, достигла размера 40–45 сантиметров и выполняет в нашем организме очень важные функции, связанные с управлением телом. |
Ученые восстановили разрушенный спинной мозг
Потому что через так называемый гематоэнцефалический барьер, который отделяет мозг от кровотока, проникают не все противовирусные лекарства. Травма спинного мозга (ТСМ) – это сложное неврологическое состояние, вызывающее физическую инвалидность, психологический стресс. 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. А в участок спинного мозга, контролирующий движения ног, был имплантирован электронный нейростимулятор, который, стимулируя спинной мозг, заставляет его активизировать мышцы нижних конечностей.
Российский нейроимплант поможет двигаться пациентам с травмами спинного мозга
| Российский нейроимплант поможет двигаться пациентам с травмами 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». |
| Life78 показал, как пациенты с травмой спинного мозга начинают ходить | 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. |
| Всего одна субпопуляция нейронов помогла пациентам начать ходить после паралича | 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. |
| Впервые в мире: ученые Университета «Сириус» разработали мягкий нейроимплант спинного мозга | Новости 16 апреля. |
Спинной мозг
По сути, был создан беспроводной интерфейс между головным и спинным мозгом, используя технологию интерфейса мозг-компьютер, которая преобразует мысли в действия. Немецкие ученые научились восстанавливать спинной мозг: последние новости 2021 года. Ученые нашли способ восстановления ходьбы после повреждения спинного мозга —. Ученые предложили чаще использовать нейростимуляцию спинного мозга электричеством с помощью небольшого вживляемого стимулятора. Нейроинтерфейс, соединяющий спинной и головной мозг, позволил пациенту с повреждением спинного мозга лучше ходить — сначала со стимуляцией, а потом и без нее.
В России разработали препарат для лечения травм спинного мозга
При аутизме у детей доминирует дефицит йода, кобальта, селена, марганца, цинка, хрома и магния. А болезни опорно-двигательного аппарата сопровождаются нарушением фосфорно-кальциевого обмена, недостатком меди, марганца, бора и кремния при повышенном содержании алюминия, стронция, свинца и кадмия. 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.
Дмитрий Егоров, заместитель генерального директора уральского завода «ООО Медин-Урал» : «Все сделано из наших российских материалов, а данный компрессор и дистрактор сделаны их уральского титана, вся продукция Уральского региона. Можно сказать, даже узко, не российский, а уральский производитель». Российской ассоциации почти 15 лет. Продвинулись далеко. Сами признаются, что земля и небо в сравнении с началом 2000-х. Пока в Бурденко идет съезд, работа института, конечно, не останавливается. Наталья, которой операцию сделали два дня назад, лежит в палате в соседнем от места проведения съезда корпусе. Пациентка хоть и на удаленке, но уже работает. Со старыми методами такой результата был бы просто невозможен, руки хирургов были и до этого, но приходят и технологии. Собравшиеся на съезде обязательно договорятся о том, как сделать еще больше специальностей смежными и как решить противоречия, следовательно, смогут спасать больше жизней.
Алгоритм научили распознавать активность головного мозга и в ответ на команды совершать действия. 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.
Этот препарат призван помочь в лечении травм спинного мозга, устраняя воспалительный процесс и способствуя более эффективной реабилитации, пишет ТАСС. Он подчеркнул, что подобные серийные препараты пока не представлены на рынке, и они планируют запустить клинические испытания уже в 2024 году.
Впервые в мире с помощью стволовых клеток восстановили спинной мозг
Что происходит во время травмы? РИА Новости: Бойцы ВС РФ спаслись от дронов ВСУ на машине с "Волнорезом". Клетки микроглии при травме спинного мозга активируются, то есть возникает иммунный ответ, и его степень напрямую зависит от тяжести травмы. Нейростимуляция осуществляется с помощью небольшого прибора-генератора электрических импульсов, который имплантируется в область 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.
Парализованный мужчина начал ходить с помощью "моста" между головой и спинным мозгом
Однако у их наноструктур есть большое будущее. Разработка уже доказала свою эффективность на клеточных культурах. Сейчас начались испытания на животных. На стендах показали бионические протезы, роботизированную систему УЗИ, квантовые очки с in vitro диагностикой и другие новинки отрасли.
Научный прорыв, ставший возможным благодаря инновационной методологии Исследовательская группа Калифорнийского университета под руководством доктора Майкла Софрониева применила инновационный подход к решению проблемы регенерации нейронов, основанный на использовании интегринов. В контексте исследований спинного мозга было установлено, что интегрины являются ключевыми игроками в стимулировании роста аксонов. При их повреждении, как это происходит при травме спинного мозга, связь между нервами прерывается, что приводит к потере функциональности.
Группа специалистов Калифорнийского университета решила использовать интегрины для стимулирования роста поврежденных аксонов. Сначала они использовали передовой генетический анализ для выявления групп нервных клеток, способных улучшить ходьбу после частичного повреждения спинного мозга. Затем исследователи обнаружили, что простая регенерация аксонов этих нервных клеток через поврежденный спинной мозг без использования специфических мишеней не влияет на восстановление функций. Однако когда стратегия была усовершенствована и стала включать использование химических сигналов для привлечения и направления регенерации этих аксонов к их естественной целевой области в поясничном отделе спинного мозга, в мышиной модели полного повреждения спинного мозга было отмечено значительное улучшение способности ходить. Майкл Софрониев, профессор нейробиологии Медицинской школы Дэвида Геффена при Калифорнийском университете и ведущий автор нового исследования, поясняет в пресс-релизе: "Наше исследование предоставляет важнейшую информацию о тонкостях регенерации аксонов и требованиях к функциональному восстановлению после травмы спинного мозга". Он добавил: "Это подчеркивает необходимость не только регенерировать аксоны при повреждениях, но и активно направлять их к их естественным целевым областям для достижения значительного неврологического восстановления".
В РФ создали препарат со стволовыми клетками для лечения травмы спинного мозга 30 Ноября, 2023 Препарат на основе стволовых клеток для лечения травмы спинного мозга, который повышает эффективность дальнейшей реабилитации, разработали в России. По его словам, препарат разработали на основе стволовых клеток, он помогает устранить воспалительный эффект в месте травмы или значительно его снизить. Ученые выяснили, что сочетание нейромодуляции с новым препаратом существенно увеличивает эффективность восстановления функции ходьбы.
Мы как раз устраняем этот воспалительный эффект или снижаем его существенно", - сказал Белоусов.
Так или иначе, все пути метаболизма рано или поздно замкнутся на цикле лимонной кислоты. При отсутствии кислорода метаболизм переключается на анаэробный путь. При нём возникает меньше энергии, а ещё — изменение pH крови в кислую сторону. Показатель pH — величина логарифмическая. Это значит, что численный показатель изменяется на одну величину при увеличении или уменьшении в соответствующее количество раз. Со школьной скамьи мы знаем разницу между кислотами и основаниями. Мол, кислота — это водород с кислотным остатком, а щёлочь — металл с ним же.
В биохимии всё немного иначе. Тут кислота — любой донор электронов, а основание, соответственно, будет его акцептором. Всё бы ничего, но атом, получивший положительный или отрицательный заряд становится ионом. Ионы проявляют высокую химическую активность и ведут себя крайне агрессивно, особенно в отношении клеточных мембран. Нарастающий ацидоз ломает клеточные мембраны, что приводит к выходу продуктов распада и литических ферментов. В норме литические ферменты сидят запертыми в специальных органеллах клетки. Вырвавшись наружу, эти вещества начинают переваривать всё подряд. В такой ситуации становится как-то не до гемодинамики.
Падение артериального давления становится катастрофическим. Сердце вроде бы качает кровь, лёгкие работают, но тело всё равно страдает от гипоксии. Спинальный шок, как и все экстремальные состояния, находится в ведении анестезиологии-реаниматологии. Этот раздел медицины занимается протезированием жизненно важных функций. Интенсивная терапия шоков — дело сложное, крайне дорогое и не всегда успешное. Организм человека обладает резервом прочности за счёт буферных систем, но, будучи выбитым из равновесия, моментально уходит в крутое пике. Каждый новый виток патофизиологического круга усиливает предыдущий, и последствия могут быть самыми плачевными. Спинномозговые имплантаты Допустим, человека удалось спасти.
Его жизнедеятельности ничто не угрожает, но он остаётся прикованным к кровати. Можно ли вернуть спинальному пациенту возможность активных движений? Сейчас мы способны утвердительно ответить на этот вопрос. Путь к реабилитации предлагает индустрия нейропротезирования. Блог FirstVDS уже писал о современной бионике. Мы освещали бионическое протезирование конечностей , глаз , ушей , немного коснулись искусственного производства внутренних органов методом биопринтинга. В контексте сегодняшнего материала всё куда сложнее. Нервная система биологична, высокоорганизованна и подчиняется законам кибернетики.
Она работает на каскадах электрохимических процессов в нейронах. Нервные сети накладываются друг на друга, порой самым неочевидным образом. Они сильно подвержены индивидуальной изменчивости. После нашего экскурса в анатомию читатель видит, насколько сложная задача стоит перед производителями спинномозговых имплантатов. Если рука или даже глаз кое-как согласны мириться с бионикой, то полностью помирить мозг и металл ещё никому не удалось. Впрочем, существует несколько обходных тропинок. В XXI веке мы не способны заменить головной или спинной мозг, но можем помочь электрическим импульсам в прохождении места разрыва. Этот материал создавался на основе статьи « Walking naturally after spinal cord injury using a brain—spine interface », опубликованной в журнале «NATURE» 24 мая 2023 года.
В ходе исследования учёные смогли восстановить активные движения ног с помощью спинномозгового электростимулятора. Он представляет собой цифровой мост, установленный в эпидуральном пространстве. Спинной мозг оплетён тремя оболочками: твёрдой, мягкой и паутинной. Твёрдая мозговая оболочка, она же dura mater, является вторым защитным звеном после костей. Установив имплантат на неё, можно добиться непосредственного контакта стимулятора с мозгом. Мост восстанавливает контакт между корой головного мозга и отделами ЦНС, находящимися ниже места разрыва. Благодаря имплантату человек возвращает способность ходить, избегать препятствий и даже подниматься по лестнице. Схема спинномозгового имплантата Два кортикальных имплантата состоят из 64 электродов.
Электронные компоненты окружены корпусом из титанового сплава. Этот материал биологически инертен и практически невидим для иммунной системы. Внутренняя поверхность имплантата плоская. Она несёт матрицу из 64 платиново-иридиевых электродов диаметром в 2 мм с шагом в 4,5 мм. Так обеспечивается первый этап: запись сигнала, его регистрация и модуляция. Подробнее об этих вопросах будет рассказано в следующей части статьи. Программная составляющая кодирует и модулирует сигналы. Впоследствии они отправляются к имплантируемому генератору импульсов.
Имплантируемый генератор импульсов общается с пояснично-крестцовым отделом позвоночника с помощью 16 электродов. Они выполняют селективную активацию скелетной мускулатуры. Кортикальный имплантат состоит из 2 блоков по 64 электрода. Носимый процессор выступает электрическими мозгами системы. Многие сложные процедуры обработки данных выполняются именно этой частью нейроимплантата. Здесь видны данные МРТ. Красным обозначены кортикальные поля, ответственные за движение. Справа можно увидеть две круглые структуры.
Так выглядят кортикальные имплантаты, «сидящие» на головном мозге. Для эффективной установки спинального имплантата нужно знать особенности индивидуальной анатомии. Красными прямоугольниками обозначены 16 электродов, стоящие на уровне 11 грудного и 1 поясничного позвонка. Мозговая бионика имеет свои особенности. Организм воспринимает имплантат как чужеродного агента, запуская реакции воспаления.