Ученые придумали, как «заставить» мозг вылечить паралич после перелома позвоночника
Российские и швейцарские биологи выяснили, почему электростимуляция спинного мозга и специальные упражнения возвращают подвижность ногам крыс после перелома позвоночника. Это открывает дорогу для применения этой методики для лечения людей, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Neuroscience.
«В прошлом мы показали, что пластичность нервных клеток человека, их способность формировать новые связи с другими регионами спинного мозга, была еще выше, чем у грызунов. Сейчас мы проверяем нашу терапию на добровольцах, которые проходят лечение в госпитале университета Лозанны», — заявил Грегуар Куртин, нейрофизиолог из Высшей политехнической школы в Лозанне (Швейцария).
Повреждение позвоночника в большинстве случаев приводит к частичному или полному параличу конечностей в зависимости от места травмы. Ученые разрабатывают несколько методов лечения.
В большинстве случаев биологи пытаются использовать стволовые клетки для восстановления соединения между частями спинного мозга. Существуют и принципиально иные методы — подключение конечностей к головному мозгу при помощи электродов.
Куртин и его коллеги, в том числе российские нейрофизиологи из Института физиологии РАН имени Павлова в Санкт-Петербурге, несколько лет назад разработали методику, позволяющую вернуть свободу движения парализованным крысам без хирургического вмешательства и инъекций стволовых клеток.
Исследователи заметили, что даже при самых серьезных повреждениях спинного мозга часть нервных волокон остается нетронутыми. Эти цепочки нейронов не задействованы в работе двигательной системы организма, но их можно «переключить» на новую задачу.
Электростимуляция этих нейронов и особые тренировки в специальном «экзоскелете» позволили крысам почти полностью восстановить подвижность своих ног после частичного разрезания их позвоночника.
Совершив это открытие, ученые задумались о том, как именно восстанавливаются разорванные нервные окончания и попытались найти причину того, почему этого не происходит при «естественном» срастании позвоночника после тяжелых травм и аварий. Поиск ответа занял более пяти лет.
© Asboth et al. / Nature Neuroscience 2018
Связи между центром движения и спинным мозгом мыши
Ученым пришлось создать специальный микроскоп, который позволял им следить за активностью произвольных нервных клеток внутри мозга животных и отслеживать их связи с другими нейронами.
Наблюдая за активностью мозга у здоровых крыс и успешно вылеченных грызунов, раньше страдавших от паралича, российские и швейцарские биологи нашли ту часть их мозга, так называемую ретикулярную формацию, работа которой изменилась сильнее всего после реабилитации.
Открыв этот регион мозга, нейрофизиологи заразили его нейроны особым ретровирусом, который «научил» эти клетки принудительно включаться или выключаться, реагируя на лазерные импульсы синего или зеленого света или определенные химические молекулы. Попеременно включая эти цепочки клеток, ученые выяснили, за какие функции они отвечают и раскрыли секреты процесса восстановления связей между ними.
Как показали эти опыты, данный участок коры мозга был главным «дирижером» в процессе восстановления их подвижности.
Он «переформатировал» систему связей между спинным мозгом и другими частями нервной системы, заставляя нервные клетки соединяться в новые цепочки в обход поврежденного участка, и выработал новую программу управления конечностями. В пользу этого говорит то, что блокировка работы этих клеток полностью лишила мышей способности реабилитироваться после травм позвоночника.
Как надеются ученые, первые опыты на добровольцах подтвердят, что человеческая нервная система может «чинить себя» аналогичным образом. Если это действительно так, то медики впервые обретут возможность вернуть способность самостоятельно передвигаться миллионам парализованных людей с травмой позвоночника.
Читайте также: Опубликована переписка лётчика ВСУ, подозреваемого в уничтожении «Боинга» МН17 (ФОТО)