С помощью электрической стимуляции двигательных нейронов американские учёные восстановили подвижность в руке, которая после инсульта страдала от пареза
Это достижение — результат работы нейробиологов, инженеров по робототехнике и врачей-нейрохирургов. Стимулируя электричеством
спинномозговые нейроны, они сделали их более чувствительными к сигналам из головного мозга, которому после инсульта трудно управлять рукой.
Парез — это снижение силы мышц, обусловленное повреждением нервных путей или периферических нервов, затрудняющее выполнение определенных движений или действий.
В зависимости от пораженной области различают монопарез (мышечная слабость, затрагивающая одну конечность), парапарез (парез, охватывающий две конечности — обе руки или обе ноги), гемипарез (слабость мышц в руке и ноге на одной стороне тела), двойной гемипарез (слабость мышц рук и ног, одна сторона тела поражена больше, чем другая), трипарез (поражены три конечности) и тетрапарез (слабость мышц во всех конечностях).
Важно не путать парез и паралич (плегию). В первом случае сохраняется возможность совершения движения, во втором наблюдается полное отсутствие произвольных движений.
https://vk.cc/cmYEhY
О своём успехе коллектив американских учёных сообщил в феврале в ведущем научном журнале Nature Medicine в статье
«Эпидуральная стимуляция шейного отдела спинного мозга при постинсультных парезах верхних конечностей»
Epidural stimulation of the cervical spinal cord for post-stroke upper-limb paresis
https://www.nature.com/articles/s41591-022-02202-6
В абстракте статьи сообщается:
«Церебральные инсульты могут нарушать нисходящие команды от двигательных областей коры к спинному мозгу, что может привести к необратимому двигательному дефициту плеча, предплечья и кисти. Однако ниже очага поражения спинальные цепи, контролирующие движение, остаются неповрежденными, и нейротехнологии позволяют использовать их для восстановления движения. Здесь мы сообщаем о результатах двух участников первого исследования на людях с использованием электрической стимуляции шейных отделов спинного мозга для облегчения контроля движений верхней конечности при хроническом постинсультном гемипарезе (NCT04512690). Участникам имплантировали на 29 дней два линейных электрода в дорсолатеральном эпидуральном пространстве, нацеленных на спинномозговые корешки от C3 до T1, чтобы усилить возбуждение мотонейронов, ответственных за движения плеча, предплечья и кисти. Мы обнаружили, что непрерывная стимуляция в указанной области улучшает силу (например, сила захвата +40% SCS01; +108% SCS02), кинематику (например, скорость от +30% до +40%) и двигательную функцию, тем самым позволяя участникам исследования выполнять движения, которые они не могли бы выполнять без стимуляции спинного мозга. Оба участника сохранили некоторое улучшение даже без стимуляции, и серьезных побочных эффектах не выявлено. Хотя мы не можем окончательно оценить безопасность и эффективность исследовав двух участников, наши данные дают многообещающие, хотя и предварительные, доказательства того, что стимуляция спинного мозга может быть как вспомогательным, так и основным реабилитационным методом для восстановления функций верхних конечностей после инсульта.»
Англоязычное научно-популярное издание Science News, журналист которого пообщался с авторами статьи, сообщает об одном из двух пациентов, участвовавших в исследовании. Хизер Рендалик страдающая от пареза, перенесла серию инсультов 9 лет назад, когда ей было чуть больше 20 лет.
После того, как имплантированное хирургическим путем устройство стало отправлять электрические импульсы в ее спинной мозг, «Рендалик смогла не только сжать кисть, но и продемонстрировала другие заметные улучшения в подвижности руки.
«Мы все начали плакать», — сказал на пресс-конференции 15 февраля Марко Капогроссо, исследователь нервной системы из Университета Питтсбурга. «Мы действительно не ожидали, что это сможет дать эффект так быстро».
( Марко Капоглоссо — ведущий автор исследования. Он получил диплом физика в 2007 (бакалавр) в Пизанском университете Италии, затем в Италии и Швейцарии учился на инженера в области робототехники и биомедицинской инженерии. Затем он переехал в США и сейчас является директором лаборатории стимуляции спинного мозга
Питтсбургского университета.
https://www.neurosurgery.pitt.edu/people/marco-capogrosso )
Как указывает научно-популярное издание Science News, подход данного коллектива для лечения постинсультных парезов аналогичен тому методу, который используется для пациентов, парализованных после травм спинного мозга
https://www.sciencenews.org/article/spinal-cord-injuries-stimulation-implants-paralysis-nerve-signals
По словам научного коллектива, это представляет собой многообещающую новую технику для восстановления произвольных движений у тех, кто перенёс инсульт.
Science News сообщает: «Итак, воспользовавшись уже существующими методами спинальных инъекций анестетиков, команда создала электрическое устройство, которое можно разместить вдоль спинного мозга…. По словам Рендалик, во время стимуляции «ничего не болит». «Похоже на вибрацию».
Электроды устройства используются для того, чтобы «усилить активацию мышц, ослабленных инсультом», — заявил на пресс-конференции Дуглас Вебер, инженер и нейробиолог из Университета Карнеги-Меллон в Питтсбурге. Импульсы от этих электродов направлены на то, чтобы усилить сигналы от мозга.
В конце статьи в Science News сообщается:
«Рендалик и второй пациент в исследовании продемонстрировали улучшение выполнения задач на подвижность, включая рисование спирали, открытие замка, а также захват и поднятие банки с супом, когда устройство было включено. Лечебные сеансы непрерывной электростимуляции проводились по четыре часа в день, пять дней в неделю, в течение 29 дней, и улучшение сохранялось в течение четырех недель после прекращения лечения. Это вселяет в исследователей оптимизм в отношении того, что они могут получить еще более сильные результаты, если лечение будет сочетаться с интенсивными физическими тренировками, заявила на пресс-конференции Эльвира Пирондини, нейробиолог из Университета Питтсбурга.
Она вместе с другими представителями коллектива активно тестируют устройство на других пациентах, а также изучают, может ли его сочетание с физическими тренировками улучшить результаты. Исследователи надеются, что аппарат будет широко доступен, потому что операция по его имплантации является минимально инвазивной простой, и ценность процедуры может быть легко продемонстрирована, что важно для того, чтобы убедить страховые компании оплачивать ее.»
https://www.sciencenews.org/article/stroke-recovery-new-treatment-implant-patient-paralysis
Фото радостной пациентки: Хизер Рендалик, у которой наблюдается значительный дефицит двигательной функции левой руки после серии инсультов, случившихся девять лет назад. Она берет и держит банку с супом благодаря имплантированному электрическому устройству. Обязательно посмотрите видео с этой радостной пациенткой. В подписи к видео сообщается что «устройства на ее руке предназначены только для наблюдения».
https://www.youtube.com/watch?v=tkWOVH4_uJ8
