Поврежденный спинной мозг у крыс заменили электромостом

Электронный "мост", соединяющий разобщенные в результате травмы фрагменты спинного мозга, вернул парализованным крысам способность ходить.

До недавнего времени серьезные повреждения спинного мозга в большинстве случаев означали частичный или полный паралич мышц. Разработки последних лет (клеточная терапия и электростимуляция мышц) подают определенные надежды, но еще очень далеки от практики.

Исследователи Калифорнийского университета предлагают более простое решение проблемы - электронный "мост", соединяющий разобщенные в результате травмы фрагменты спинного мозга.

Функционирование такого моста, электроды которого крепятся непосредственно к концевым участкам фрагментов поврежденного спинного мозга, основано на том, что поступающий из головного мозга импульс не стимулирует движение каждой из мышц по отдельности, а запускает "программу ходьбы", далее полностью регулируемую спинным мозгом.

Электронный "мост" дал парализованным крысам возможность ходить

В экспериментах на крысах активация такого моста "оживляла" парализованные задние лапы животных, которые начинали передвигаться равномерной ритмичной поступью. Такого эффекта невозможно добиться путем стимуляции индивидуальных мышц.

Впоследствии разработчики усовершенствовали систему с помощью технологии электромиографии (ЭМГ), осуществляющей мониторинг движения передних лап животного и использующей полученную информацию для создания нервных импульсов, запускающих движение задних лап. Для этого они разработали алгоритм, позволяющий различать характер движения обеих передних лап, и имплантировали в передние и задние лапы электроды, регистрирующие активность скелетных мышц. Все электроды вели к небольшому "рюкзаку", в котором было размещено микропроцессорное управляющее устройство. Это устройство регистрирует движение передних лап и немедленно начинает посылать в спинной мозг импульсы, запускающие движение задних лап. В результате животное получает возможность практически полноценно двигаться.

Очевидно, что до переноса разрабатываемой исследователями технологии в клиническую практику еще очень далеко. Основная сложность обусловлена тем, что при ходьбе человек пользуется только двумя конечностями и движение его рук нельзя использовать как источник информации, необходимой для активации ходьбы.

Однако авторы настроены оптимистично. В качестве возможных вариантов решения проблемы они рассматривают создание управляемых вручную "переключателей", либо заимствование подходов, применяемых в работе бионических протезов, функционирующих благодаря регистрации сигналов, генерируемых мышцами человека, с помощью электромиографических электродов.