Израильские ученые разработали имплант спинного мозга из человеческих клеток для парализованных мышей. 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
Ранее в октябре 2023 года ученые Нижегородского университета представили свою новую разработку — технологию создания нейропротезов. Ученые полагают что замещение поврежденного участка головного мозга, отвечающего за память, эмоции и внимание, электронными нейронами способно восстановить работу мозга после травм и активизировать запоминание. В декабре 2023 года сообщалось о создании в Федеральном центре мозга и нейротехнологий отечественного препарата со стволовыми клетками. Предложенное средство значительно снижает воспалительный процесс в месте травмы или совсем устраняет. Сочетание нейромодуляции имплантирование электродов и генератора для корректировки функций мозга с новым препаратом положительно влияет на восстановление функций ходьбы.
Во всяком случае, так считалось до сравнительно недавнего времени. Несколько фактов Больница Крейга в штате Колорадо, США, специализирующаяся на лечении и реабилитации пациентов с параличом, предлагает на своем сайте несколько фактов , позволяющих больным и их близким сориентироваться в новой для них реальности. Вот они: — Почти всегда остается надежда на восстановление по крайней мере некоторых из утраченных функций. Анализ медицинской статистики штата Колорадо показал, что только 1 из 7 полностью парализованных после травмы пациентов смог добиться значительной степени восстановления движения. Для тех, кто сразу после травмы сохранил хотя бы слабую способность к движению конечностей, эта пропорция значительно выше: 3 из 4 таких пациентов добиваются существенных улучшений. Что касается тех, кто ощущал только легкое прикосновение, ходить сможет примерно 1 из 8 таких пострадавших. Как правило, если мышцы становятся способны функционировать лишь через несколько недель, это с большей вероятностью будут мышцы рук, а не ног. Сколько длится тот период, в который можно надеяться на существенное улучшение, будь то пациент с неполным или полным повреждением спинного мозга? Как долго можно жить надеждой? На этот вопрос нет однозначного ответа. Понятно, что после двух или трех лет паралича, шансы на то, что мышцы заработают без посторонней помощи, практически ничтожны. Что же касается месяца, двух, полугода после травмы — прогноз сделать сложнее, однако есть два правила, которые помогут сориентироваться: — Если есть постоянные улучшения, если все новые мышцы постепенно восстанавливают функцию, значит, высок шанс дальнейшего значительного прогресса. Что ж, эти факты внушают умеренный оптимизм даже тем, кто пострадал от обширного поражения спинного мозга. Еще больший оптимизм внушают научные разработки, которые в перспективе могут сделать паралич излечимым или, по крайней мере, создать условия для значительной адаптации пострадавших от травм спинного мозга к нормальной жизни. Почва для оптимизма Фото с сайта students4bestevidence. Все изменилось 12 июля 2006 года: его сбила машина, после чего он оказался полностью обездвижен. И хотя у него сохранялась некоторая чувствительность в нижней части туловища, прогноз был неутешительным. Врачи сказали, что ходить Роб никогда не сможет. В конце XX века история на этом бы и закончилась, но в наше время медицина все быстрее переходит от научной теории к практике. Робу Саммерсу и еще трем молодым людям с повреждениями спинного мозга предложили инновационную терапию — эпидуральные стимуляторы, имплантируемые в спинной мозг.
Блок управления получил внешнее беспроводное питание на частоте в 13,56 МГц, считанная мозговая активность транслировалась антенной на частоте в 405 МГц. Впрочем, без дешифратора не обошлось — его мужчине пришлось носить с собой. Алгоритм научили распознавать активность головного мозга и в ответ на команды совершать действия. В описываемом эксперименте — движения ногами.
Всего одна субпопуляция нейронов помогла пациентам начать ходить после паралича Биологи обнаружили популяцию клеток, которая обеспечивает терапевтический эффект электростимуляции при параличе Анна Муравьёва Работа лишь одной субпопуляции нейронов спинного мозга помогла пациентам с параличом снова двигаться. Для терапии травм спинного мозга авторы статьи, опубликованной в Nature, использовали электростимуляцию клеток поясничного отдела. Оказалось, что в основе эффекта этой терапии лежит активация одной субпопуляции клеток — интернейронов SCVsx2::Hoxa10, которые даже не участвовали в ходьбе до паралича. Нейроны, которые управляют ходьбой, расположены в поясничном отделе спинного мозга — они передают сигналы из ствола головного мозга мышцам, заставляя их сокращаться. Травмы спинного мозга нарушают эту сложную сеть нейронных связей и могут вызвать паралич и полную неспособность передвигаться. Недавние исследования показали , что восстановить движения после травмы спинного мозга способна эпидуральная электрическая стимуляция — для такой терапии пациентам вживляют в спинной мозг небольшой генератор электрических импульсов, направляющий сигнал в задние корешки поясничного отдела спинного мозга. Стимуляция позволяет немедленно восстановить функцию двигательных сетей и позволяет пациентам вновь ходить. Однако биологические принципы, по которым работает такая терапия до сих пор не исследованы.
Ученые разработали новый метод лечения травмы спинного мозга
спинной мозг? Данное видео даст вам полное представление об этом органе. Здесь отлично видно, что из себя представляют дорзальные и вентральные корешки спинномозговых нервов, как выглядит сегмент спинного мозга и, главное, где находится конский хвост. Несколько этапов экспериментов на мышах показали ученым возможность регенерации нейронов спинного мозга после травм позвоночника. Спинной мозг был полностью просмотрен, в результате нами был поставлен диагноз – острый миелит, – рассказала врач-невролог Кировской областной детской клинической больницы Ирина Крутихина. 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.
Нейроинтерфейс между спинным и головным мозгом позволил ходить паценту с травмой позвоночника
Кроме того, авторы метода учли, что пациент обычно не сразу попадает на операционный стол, поэтому у него успевают сформироваться компрессия спинного мозга отломками позвонков и гематома. Исследователи ввели свинье две инъекций везикул: первую сделали через одну неделю после травмы, вторую - через три. Результаты показали, что площадь сохранной ткани увеличивалась на 27 процентов, а суммарная площадь патологических полостей, которые образуются после травмы, уменьшилась на 29 процентов в каудальном направлении от места травмы - это область спинного мозга, которая подвергается наибольшим дегенеративным изменениям после воздействия. Группу животных, которым вводили везикулы, сравнивали с теми, которым инъецировали физраствор. Результаты экспериментов свидетельствуют о частичном восстановлении двигательной активности у свиней с контузионной травмой спинного мозга, что, несомненно, является достижением.
В 2020 году он попал в аварию и повредил позвоночник в районе позвонков C4 и C5, из-за чего полностью утратил чувствительность и способность двигаться ниже груди. Операция позволила Томасу частично вернуть чувствительность и контроль руками. 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.
В одной группе, которая совсем недавно получила травму, имплантат успешно устранил разрыв в спинном мозге, что позволило 100 процентам мышей полностью восстановить работу задней лапы после процесса реабилитации. В другой группе, которая была травмирована шестью неделями ранее, процент успеха составил около 80 процентов - в этом случае перед установкой имплантата пришлось удалить рубцовую ткань, образовавшуюся в месте травмы. У пациента извлекается ткань сальника. Затем отделяются клетки и ЭЦМ. Затем iPSCs заключаются в гидрогель на базе сальниковой сумки, чтобы создать имплантаты стволовых клеток. Имплантаты подвергаются 30-дневному процессу дифференцировки, который имитирует эмбриональное развитие СК. Полученные имплантаты нейронов СК, являются полностью аутологичными, и могут быть имплантированы пациенту. Дифференцированные имплантаты моторных нейронов СК сначала были охарактеризованы in vitro.
Исследователи из Калифорнийского университета University of California опубликовали результаты своих экспериментов — им удалось восстановить целостность спинного мозга крыс с помощью нейронов, полученных из стволовых клеток. 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.
Впервые в мире с помощью стволовых клеток восстановили спинной мозг
Самые интересные проекты, открытия и исследования, а также информация о конкурсах и мероприятиях в вузах и научных центрах России в одном удобном формате. Будьте в курсе событий Десятилетия науки и технологий! Десятилетие науки и технологий в России Российская наука стремительно развивается.
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". 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.
Полный перечень лиц и организаций, находящихся под судебным запретом в России, можно найти на сайте Минюста РФ.
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.
Подпишитесь на ежемесячную рассылку новостей и событий российской науки!
- Прорыв в лечении поврежденного спинного мозга
- Содержание
- Вести с полей: спинной мозг и движение
- Российские ученые смогут восстановить спинной мозг человека после травмы
- Российский нейроимплант поможет двигаться пациентам с травмами спинного мозга
- Технологии позволяют опытным хирургам справляться с патологиями позвоночника и спинного мозга
Спинной мозг подсоединили к головному и вернули человеку с травмой позвоночника подвижность
Спинальный стимулятор вводится с помощью обычной инъекции и быстро приводит к значимым результатам. Новый подход может облегчить реабилитацию пациентов и существенно снизить стоимость лечения. Подпишитесь , чтобы быть в курсе. Существующие сегодня спинальные стимуляторы имплантируются либо в дорсональную поверхность спинного мозга, либо непосредственно в ткань позвоночника. В первом случае есть риски неточного воздействия импланта на целевые нервы, а во втором операция несет риски повреждения ткани, а также проблемы биосовместимости.
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. По сути, был создан беспроводной интерфейс между головным и спинным мозгом, используя технологию интерфейса мозг-компьютер, которая преобразует мысли в действия.
Однако старые методы хоть и эффективны, но устарели. 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.
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.
Теперь же с помощью цифрового моста — электродов, помещаемых между спинным мозгом и позвоночником и имитирующих сигналы, которые поступают от головного мозга — был совершен прорыв в медицине.
Спинной мозг. Секреты наружного строения
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). Z-новости. В РФ создали препарат со стволовыми клетками для лечения травмы спинного мозга. Новости Казахстана.
Впервые в мире: ученые Университета «Сириус» разработали мягкий нейроимплант спинного мозга
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.
Ru" ведущий научный сотрудник OpenLab "Генные и клеточные технологии" КФУ, руководитель научной группы "Молекулярные и клеточные механизмы нейрорегенерации" Яна Мухамедшина. Эффективность метода была установлена при эксперименте, в ходе которого была смоделирована контузионная травма спинного мозга у свиньи на уровне 11-го грудного позвонка. По словам ученых, такая травма соответствует повреждению, которое встречается в клинических условиях при переломе позвонка и смещении его отломков в сторону спинномозгового канала.
Кроме того, авторы метода учли, что пациент обычно не сразу попадает на операционный стол, поэтому у него успевают сформироваться компрессия спинного мозга отломками позвонков и гематома. Исследователи ввели свинье две инъекций везикул: первую сделали через одну неделю после травмы, вторую - через три.
Аллея на спуске, разогнался и начал тормозить, тормоза отказали, и пришлось искать место куда нырнуть, отклонился в сторону и в кусты вишни. Меня в спину опрокинуло», — вспоминает Юрий Киндеров. У пациента, как уже потом выяснят врачи, был стеноз — сужение канала позвоночника. После травмы состояние ухудшилось. Шейные позвонки зажали спинной мозг. Почти полтора года врачи лечили Юрия Киндерова без хирургического вмешательства. В итоге было принято решение — провести операцию.
Таблеточками или любым другим лечением механический фактор невозможно решить.
Недавние исследования показали , что восстановить движения после травмы спинного мозга способна эпидуральная электрическая стимуляция — для такой терапии пациентам вживляют в спинной мозг небольшой генератор электрических импульсов, направляющий сигнал в задние корешки поясничного отдела спинного мозга. Стимуляция позволяет немедленно восстановить функцию двигательных сетей и позволяет пациентам вновь ходить.
Однако биологические принципы, по которым работает такая терапия до сих пор не исследованы. Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны под руководством Клаудии Кате Claudia Kathe предположили, что электростимуляция воздействует на еще неисследованные нейроны, которые начинают участвовать в ходьбе лишь при восстановлении от паралича. Эту гипотезу поддержали и данные, полученные учеными — в клиническом испытании терапии нейронная активность в поясничных сегментах спинного мозга падала, а не возрастала.
Это позволило предположить, что восстановлением активности после паралича занимается другая группа нейронов, которая не выполняет рутинную двигательную функцию. Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи создали мышиную модель травмы спинного мозга, а также и терапевтическую систему стимуляции и механической поддержки веса тела при ходьбе. Чтобы исследовать, как нейроны мышей реагируют на терапию, ученые создали целый атлас клеток, основанный на экспрессии их генов и расположении в спинном мозге.
Ученых заинтересовал спинной мозг в контексте проблем с памятью после COVID-19
Исследователи из Калифорнийского университета (University of California) опубликовали результаты своих экспериментов — им удалось восстановить целостность спинного мозга крыс с помощью нейронов, полученных из стволовых клеток. Потому что через так называемый гематоэнцефалический барьер, который отделяет мозг от кровотока, проникают не все противовирусные лекарства. 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). Болезни спинного мозга — это патологические состояния, вызванные пороками развития, дегенеративными изменениями, опухолями, сосудистыми нарушениями и повреждениями спинномозгового канала, которые приводят к структурно-функциональным изменениям отделов. Израильские ученые разработали имплант спинного мозга из человеческих клеток для парализованных мышей.
лучшее за месяц
- Ученые вернули возможность ходить мышам с травмами спинного мозга
- Ученые создали имплант спинного мозга — он вылечил 80 процентов случаев хронического паралича мышей
- Травматическое повреждение спинного мозга (Continuum, февраль 2024) > MedElement
- Спинной мозг — все самое интересное на ПостНауке
- Спинной мозг - лечение воспалительных и др. заболеваний спинного мозга