Первых испытателей компания отберет из числа пациентов с параличом из-за травмы шейного отдела спинного мозга или бокового амиотрофического склероза, говорится в сообщении Neuralink. Медновости. Гипотезы и открытия. Ученых заинтересовал спинной мозг в контексте проблем с памятью после COVID-19.
Парализованный мужчина начал ходить с помощью "моста" между головой и спинным мозгом
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.
Работа опубликована в журнале Nature Medicine. Авторы ввели клетки-предшественники нейронов в поврежденный спинной мозг животных. Клетки начали функционировать подобно другим клеткам спинного мозга — они формировали полноценную ткань, что помогло вернуть крысам подвижность. При проведении предыдущих экспериментов способность двигаться к животным не возвращалась.
Когда-нибудь, отмечают исследователи в своей статье в Nature, подобные технологии смогут вернуть к активной жизни людей с травмами позвоночника. Если это работает на одном пациенте, то может быть повторено с другими. Вечерний 3DNews Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий. Материалы по теме.
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. Им удалось определить две критические группы нейронов: одна была задействована при обучении, другая необходима для «вспоминания» усвоенного. При этом обучение не происходило у мышей с «отключенными» дорсальными задними нейронами спинного мозга, у которых активен ген Ptf1a. А «память» переставала работать при «отключении» расположенных спереди клеток Реншоу — эти нейроны, у которых активен ген En1, входят в состав контуров возвратного торможения. Кстати сказать, у обычных, нетрансгенных мышей искусственное возбуждение этих нейронов увеличивало скорость реакции животных на удар током при повторном тестировании — лапы животных принимали позу избегания еще быстрее!
Молодой нейрохирург РКБ впервые в Татарстане провел уникальную операцию на спинном мозге
Такой имплант берет на себя функции поврежденных нейронных структур и генерирует последовательность импульсов в соответствии с биологическим паттерном движения. Однако все еще остается нерешенной одна из главных задач — разработка интерфейсов электродов с оптимальными механическими, электрическими и биологическими свойствами. Нейроимплант располагается между костью, то есть жесткой тканью, и спинным мозгом — мягкой тканью, и вся эта конструкция находится еще и в движении, именно поэтому материал, из которого изготавливается нейроимплант, должен быть максимально похож на ткань нервной системы. Импланты, которые используются в медицинской практике, сейчас относительно жесткие, что со временем может привести к компрессии нервных тканей и повреждению самого импланта. Научная группа профессора Павла Мусиенко ведет уже более 5 лет исследования по созданию нейроимплантов с более высоким уровнем биоинтеграции, что требует значительного вовлечения экспертов из разных научных областей.
В каждом тесте участвовали экспериментальная и контрольная мыши, чьи задние лапы свободно свисали. Если задняя лапа экспериментальной мыши опускалась слишком низко, она получала электрическую стимуляцию, импульс, которого мышь хотела бы избежать. Контрольная мышь получала такую же стимуляцию в то же время, но без привязки к положению ее задней лапы. Уже через 10 минут наблюдались результаты моторного обучения, но только у подопытных мышей: их лапки оставались высоко поднятыми, избегая электрической стимуляции. Этот результат показал, что спинной мозг может ассоциировать неприятные ощущения с положением ног и адаптировать свою двигательную активность таким образом, чтобы избежать неприятных ощущений.
И все это без участия мозга. Двадцать четыре часа спустя они повторили 10-минутный тест, но поменяли местами подопытных и контрольных мышей. Подопытные мыши по-прежнему не поднимали ноги, то есть в спинном мозге сохранилась память о прошлом опыте, который мешал новому обучению.
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.
Первым пациентом стал 40-летний голландец, инженер Герт-Ян Оскам, который получил травму спинного мозга после аварии на велосипеде во время работы в Китае в 2011 году. Он остался парализованным, но уже через несколько дней после того, как хирурги откалибровали имплантаты, он заметил улучшения. В течение пяти минут я мог управлять своими бедрами". Герт-Ян Оскам С тех пор, после долгих тренировок, пациент смог ходить, подниматься по лестнице и преодолевать пандусы. Он также вновь открыл для себя походы с друзьями в бар. Имплантаты оставались эффективными и через год, в том числе и тогда, когда Оскам находился дома без присмотра врачей. Его лечением занимались неврологи и нейрохирурги из швейцарской Университетской больницы Лозанны, Университета Лозанны и Швейцарского федерального технологического института Лозанны.
Ученые КФУ изучают эффективные способы помощи пациентам с травмой спинного мозга
Главная» Новости» Спинной мозг новости. Новости науки и техники/. Главная» Новости» Спинной мозг новости восстановления. написали исследователи.
Science: Ученые заставили мышей пойти после повреждения спинного мозга
| Открытие ученых о регенерации нейронов спинного мозга | Все новости Лента новостей Hardware Software События в мире В мире игр IT рынок Новости сайта. |
| Впервые в мире с помощью стволовых клеток восстановили спинной мозг | Спинной мозг новости восстановления. |
Новое открытие учёных о спинном мозге
Однако, новое исследование — это настоящий прорыв. Немецкие ученые научились восстанавливать спинной мозг: последние новости 2021 года Немецкие ученые в значительной степени продвинулись в вопросах генной инженерии. Спинной мозг обладает собственными нейронными сетями, которые выполняют просчёт движений на месте. 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.
Ученые восстановили разрушенный спинной мозг
Столь необычный способ управления кресла в первую очередь предназначен для страдающих повреждением спинного мозга, передают американские СМИ. Несколько этапов экспериментов на мышах показали ученым возможность регенерации нейронов спинного мозга после травм позвоночника. 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. Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Гарвардского университета провели исследование, которое может иметь огромное значение для восстановления спинного мозга после травмы. По сути, был создан беспроводной интерфейс между головным и спинным мозгом, используя технологию интерфейса мозг-компьютер, которая преобразует мысли в действия.
Человеческому мозгу вернули контроль над парализованными ногами
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. Этот недостаток обходится путём использования биологически инертных материалов.
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". Проблемы и осторожность на пути к клиническим испытаниям на людях Последствия этого открытия огромны. Повреждения спинного мозга, которые часто являются необратимыми, могут получить пользу от этой инновационной генной терапии. Несмотря на то, что эксперименты проводились на мышах, ученые с оптимизмом смотрят на возможность применения этого метода на людях, что дает реальную надежду миллионам парализованных людей. Однако исследователи также признают сложность стимулирования регенерации на больших расстояниях у негенитальных животных, что требует применения стратегий со сложными пространственными и временными характеристиками.
Тем не менее они делают вывод, что применение принципов, изложенных в их работе, "позволит создать основу, необходимую для значимого восстановления поврежденного спинного мозга, и может ускорить восстановление после других форм травм и заболеваний центральной нервной системы". Несмотря на энтузиазм, проблемы остаются. Очень важно сохранять сбалансированную перспективу и признавать препятствия и проблемы, связанные с переносом этих открытий из лаборатории в клинику.
Марк Тушински Mark Tuszynski и его коллеги отмечают, что попытки «починить» спинной мозг таким образом предпринимались давно, однако никому из ученых ранее не удавалось достичь успеха. Работа опубликована в журнале Nature Medicine. Авторы ввели клетки-предшественники нейронов в поврежденный спинной мозг животных.
Клетки начали функционировать подобно другим клеткам спинного мозга — они формировали полноценную ткань, что помогло вернуть крысам подвижность.
Показатели ранней и отсроченной смертности у пациентов с травматическими повреждениями спинного мозга по-прежнему высоки, и выжившие часто сталкиваются со значительными долговременными физическими и функциональными нарушениями. Несмотря на то, что исследование нейрорегенеративных подходов, таких как трансплантация стволовых клеток, продолжается, эти методы остаются в основном исследовательскими. По-прежнему необходимы дальнейшие исследования для ускорения функционального восстановления пациентов с травматическими повреждениями спинного мозга. ВАЖНЫЕ МОМЕНТЫ: Травматическое повреждение спинного мозга - это сложное и разрушительное состояние, которое приводит к долгосрочному неврологическому дефициту с глубокими физическими, социальными и профессиональными последствиями, приводящими к снижению качества жизни, особенно у пациентов с тяжелыми последствиями.
Журнал Forbes Kazakhstan
- Прорыв в лечении поврежденного спинного мозга
- Что такое опухоль спинного мозга
- В России проведена операция по установке нейростимулятора в спинной мозг -
- Человеческому мозгу вернули контроль над парализованными ногами | Наука и жизнь
- ФГБНУ «Аналитический центр» - 29 мая 2023 г. - EPFL: встать на ноги после травмы спинного мозга
Life78 показал, как пациенты с травмой спинного мозга начинают ходить
Более того, в то время как в большинстве подобных экспериментов речь идёт о нейрокомпьютерном интерфейсе и пациент может управлять силой мысли теми же протезами только в лаборатории, Томасу повезло больше: за пределами лаборатории после операции он сохраняет контроль и чувствительность на определённом уровне. К тому же учёные говорят, что показатели со временем могут улучшиться. Чтобы осуществить задуманное, команда Northwell Health сначала потратила месяцы на картирование мозга Томаса посредством МРТ, чтобы обнаружить точные области мозга, ответственные за движения рук конкретно этого пациента, а также области, отвечающие за ощущение прикосновения. Это разные области, так что в мозге Томаса два имплантата.
Затем система была подключена к системе искусственного интеллекта, которая должна была разобраться в том, какие сигналы мозга чему соответствуют. Понадобилось четыре месяца работы, чтобы чувствительность восстановилась до такой степени, что Томас стал чувствовать прикосновения к рукам.
В работе задействованы ресурсы и накопленный опыт нескольких научных центров страны — СПбГУ, Института физиологии им. 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.
Это интересно Если раньше выражение «вживили нейростимулятор» можно было услышать лишь в фантастических произведениях, то с развитием науки это стало возможно и в реальной жизни. К примеру, в конце июня 2017 года в Центральном научно-исследовательском институте травматологии и ортопедии им. Приорова была выполнена уникальная операция на спинном мозге: имплантация нейростимулятора. Пациентом, которому была проведена операция, оказался 49-летний Игорь Мельников, который страдал от застарелого перелома позвонка.
НОВОСТИ Прорыв в лечении поврежденного спинного мозга В научном журнале Nature опубликована статья о том, что ученые и медики из международной команды Швейцария, США, Франция смогли создать цифровой мост — нейроинтерфейс, соединивший головной мозг и спинной мозг у человека с поврежденным позвоночником. В результате пациент смог ходить и даже подниматься по лестнице, пока на костылях, но уже без инвалидной коляски. Из-за повреждения позвоночника, а с ним и спинного мозга, нарушается связь между головным и спинным мозгом. Нейроны двух органов не могут обмениваться сигналами, поэтому человек перестает двигаться ниже места повреждения, возникает паралич.
Главный онколог «СМ-Клиника» об опухолях спинного мозга
| Ученых заинтересовал спинной мозг в контексте проблем с памятью после COVID-19 | Травма спинного мозга (ТСМ) – это сложное неврологическое состояние, вызывающее физическую инвалидность, психологический стресс. |
| Вести с полей: спинной мозг и движение | Исследователи разработали и внедрили «мозго-спинномозговой интерфейс» (BSI), который образует неврологическую связь с использованием беспроводного цифрового моста между спинным мозгом и головным мозгом человека. |
| Впервые в мире: ученые Университета «Сириус» разработали мягкий нейроимплант спинного мозга | Новости 16 апреля. |
Спинной мозг подсоединили к головному и вернули человеку с травмой позвоночника подвижность
До его установки она перенесла несколько сложных операций. 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.
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. Таким образом, учёные смогли обойти повреждённый участок спинного мозга в шейном отделе позвоночника и восстановить связь между мозгом и телом.
В ближайшее время авторы планируют исследовать разработанную ими технологию на более крупных животных. Восстановление спинного мозга актуально и в свете готовящийся первой в мире трансплантации головы. Обнаружили ошибку?
Двигательные расстройства. Возможна также слабость мышц, которая возникает в сочетании с расстройствами чувствительности, явления атрофии мышц, резкие и внезапные ее сокращения, подергивания мышечных групп, которые расслаблены. Расстройства чувствительности. Иногда болевых ощущений нет, но могут страдать поверхностная чувствительность, на фоне сохранения глубокого тактильного чувства.
Пациент может не ощущать боль, температуру, прикосновения, но воспринимает давление, вибрации. Проблемы с работой сфинктеров. Возможны нарушения мочевыделительных функций, реже — опорожнения кишечника. Это приводит к задержке мочи или стула. Также по мере прогрессирования процесса может возникать сколиоз позвоночника, который формируется из-за болевых ощущений, расстройств двигательной функции или разрушения тел позвонков. Внешне определить опухоли спинного мозга невозможно, они расположены достаточно глубоко в области спинномозгового канала. Классификация опухолей спинного мозга у взрослых Существует достаточно много вариантов классификации опухолей, локализованных в области спинного мозга.
Регенерация нейронов: ученые вернули ходьбу мышам, парализованным после травмы
Российские новости. 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. Человеку с травмой шейного отдела спинного мозга имплантировали электроды в головной и спинной мозг, чтобы заменить разорванные нейронные связи «цифровым мостом» — BSI (brain-spine interface). 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.
Травматическое повреждение спинного мозга (Continuum, февраль 2024)
| Спинной мозг — все самое интересное на ПостНауке | Ученые-медики вживляют "умный" имплантат в поврежденный участок спинного мозга, из-за которого происходит паралич нижних конечностей. |
| В России разработали препарат для лечения травм спинного мозга | Нейростимуляция осуществляется с помощью небольшого прибора-генератора электрических импульсов, который имплантируется в область спинного мозга. |
| Регенерация нейронов: ученые вернули ходьбу мышам, парализованным после травмы | | В большинстве случаев инсульт спинного мозга бывает спровоцирован нарушениями работы сосудов, а не самого позвоночника. |
| Главный онколог «СМ-Клиника» об опухолях спинного мозга | Медновости. Гипотезы и открытия. Ученых заинтересовал спинной мозг в контексте проблем с памятью после COVID-19. |
Новое открытие учёных о спинном мозге
Ученые Курчатовского института с коллегами из Казанского федерального университета разработали модель, которую можно использовать для создания нейропротезов для пациентов с повреждением спинного мозга. Спинной мозг был полностью просмотрен, в результате нами был поставлен диагноз – острый миелит, – рассказала врач-невролог Кировской областной детской клинической больницы Ирина Крутихина. Здесь Технологии Долголетия публикуют наиболее важные и актуальные новости о продлении жизни человека и событиях, связанных с этой тематикой. Новости Казахстана. 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. — 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.