211service.com
Paralizētās žurkas atkal staigā
Žurkas, kuras paralizējušas muguras smadzeņu traumas, var iemācīties atkal kontrolēt savas pakaļējās ekstremitātes, ja tās tiek apmācītas staigāt ar rehabilitācijas ierīci, kamēr viņu mugurkaula lejasdaļa tiek elektriski un ķīmiski stimulēta. Klīniskā izpēte, izmantojot līdzīgu sistēmu, kas izveidota cilvēkiem, varētu sākties tuvāko gadu laikā.
Pētnieki Šveicē izmantoja elektrisku un ķīmisku stimulāciju, lai uzbudinātu neironus paralizētu žurku muguras smadzeņu lejasdaļā, kamēr grauzējus piekarināja veste, kas piespieda tos staigāt, izmantojot tikai pakaļkājas. Pētnieki ziņo, ka rehabilitācijas procedūra radīja jaunus neironu savienojumus starp kustību virzošo smadzeņu motorisko garozu un mugurkaula lejasdaļu. Zinātne.
Iepriekšējie pētījumi ir parādījuši, ka ir iespējams novērst dažas muguras smadzeņu traumas sekas, apejot parasto savienojumu starp smadzenēm un kājām, kas tiek pārtraukta traumas dēļ. Piemēram, žurkām, kurām ir muguras smadzeņu traumas, staigāšana var tikt aktivizēta, ja viņu mugurkauls tiek stimulēts. Taču līdz šim šāda kustība ir bijusi piespiedu kārtā. Šis jaunais pētījums parāda, ka ar specializētu apmācību sistēmu līdzīgas žurkas var atgūt brīvprātīgu kontroli pār savām kājām.
Pagājušajā gadā publicētais ziņojums parādīja principa pierādījumu, ka šāda pieeja var darboties pacientiem, saka Greguārs Kurtīna , žurku pētījuma vecākais autors. 2011. gada maijā tika ziņots, ka 25 gadus vecais Robs Sammerss, kurš autoavārijā bija paralizēts no krūtīm uz leju, dažas minūtes nostāvēja kājās, stimulējot muguras smadzenes. Viņš varēja arī veikt atkārtotus soļus uz skrejceliņa ar stimulāciju, kas aktivizē muguras smadzeņu lejasdaļas, kas kontrolē staigāšanu. Šāda veida stimulācijas radītā kustība ir automātiska un piespiedu kārtā, un tiek uzskatīts, ka tai nav nepieciešama tieša saziņa no smadzenēm.
Kortīna iepriekš bija pierādījusi, ka šāda veida automātiskā staigāšana var izraisīt staigāšanas modeļus muguras smadzeņu ievainotu žurku pakaļējās ekstremitātēs, kuras tika stimulētas, atrodoties skrejceliņā. Tā kā mugurkauls varēja kontrolēt pastaigu modeli, Kortīnai bija aizdomas, ka, lai dzīvnieki brīvprātīgi sāktu staigāt, būs nepieciešams tikai vājš signāls no smadzenēm.
Lai pārbaudītu, vai žurkas spēj atgūt smadzeņu vadītu kontroli pār šīm kustībām, viņš un viņa komanda izstrādāja robotizētu atbalsta sistēmu, kas notur žurkas divkājainā pozā un palīdz noturēt līdzsvaru, bet nesniedz nekādu impulsu uz priekšu. Desmit paralizētas žurkas katru dienu tika apmācītas staigāt ar stimulāciju gan uz skrejceliņa, gan robotu sistēmā. Pēc divām līdz trim nedēļām žurkas spēra pirmos brīvprātīgos soļus. Šī ir pirmā reize, kad mēs esam redzējuši brīvprātīgu pārvietošanās kontroli dzīvniekam ar [traumu], kas parasti atstāj to pilnībā paralizētu, saka Kortīna.
Šīs atveseļošanās atslēga bija žurkas smadzeņu aktīvā loma, vēloties virzīties uz priekšu. Elektriskā un ķīmiskā stimulācija nostāda žurkas nervu sistēmu tādā stāvoklī, ka ir iespējama staigāšana, saka pētījuma līdzautore Janīna Heuči, un tad jums ir jārada žurka vēlme staigāt. Žurku vēlmi staigāt motivēja šokolādes balvas un pētnieku balss iedrošinājums (kuru var dzirdēt šis video no Šveices Federālā tehnoloģiju institūta). Robotizētā balstiekārtas sistēma liek grauzējiem izmantot snaudošās pakaļējās ekstremitātes un nevilkt sevi uz priekšu ar joprojām funkcionējošām priekškājām.
Elektroķīmiskās stimulācijas un aktīvās apmācības kombinācija, kas ietvēra staigāšanu pa kāpnēm un ap šķēršļiem, radīja jaunus neironu savienojumus, kas apiet traumas vietu. Mēs veicinājām plašu neironu savienojumu pārveidošanu ne tikai traumas vietā, bet arī visā centrālajā nervu sistēmā, tostarp smadzenēs, saka Kortīna. Viņš saka, ka visbrīnišķīgākais bija četrkārtīgais neironu projekciju pieaugums, kas tiek nosūtīts uz smadzenēm no motora garozas, kas nodrošina apzinātu kustību kontroli. Motoriskā garoza kļūst par reorganizācijas procesa maestro.
Žurku apzināts nodoms bija nepieciešams arī pārveidošanai. Žurku nervu sistēma, kas saņēma elektroķīmisko stimulāciju, bet trenējās tikai uz skrejceļiem, neliecināja par anatomiskām izmaiņām. Jums ir jāiekļauj ievade no smadzenēm, saka Heutschi. Tas nedarbojas, ja žurka atrodas uz skrejceliņa; jums ir jāpiespiež viņi izmantot smadzenes, lai kontrolētu savas pakaļējās ekstremitātes.
Pēc Rutgersa universitātes neirozinātnieka teiktā, atklājumu klīniskā nozīme nav skaidra Gudrais Jauns , jo eksperimentālajām žurkām tika gūts neparasts ķirurģisks ievainojums (divi griezumi katrā auklas pusē dažādos augstumos). Viņš saka, ka svarīgāks ievainojums būtu bijis muguras smadzeņu sasitums vai sasitums.
Tomēr citi eksperti uzskata, ka rezultāti ir daudzsološi tiem muguras smadzeņu ievainotiem pacientiem, kuriem nav veikta pilnīga smadzeņu pārgriešana. Lai gan eksperimentālajām žurkām tika traucēti visi savienojumi starp smadzenēm un muguras smadzenēm, ir dažas atlikušās šķiedras, tāpēc viņu tehnoloģijas skaistums ir robotizētās apmācības sistēmas izmantošana, lai aktivizētu tos atlikušos savienojumus, kas var ļaut garozai kontrolēt ekstremitātēm un atgūt brīvprātīgas kustības, saka Džigangs Viņš , Hārvardas Medicīnas skolas neirozinātnieks. Viņš saka, ka šī robotu apmācības sistēma to nodrošina.
Tiek izstrādāti plāni, lai izstrādātu apmācību sistēmas versiju cilvēka izmēram un pārbaudītu tās ietekmi klīniskajos pētījumos Eiropā. Šveices Federālā tehnoloģiju institūta un citu Eiropas institūciju pētnieki arī strādā pie uzlabotas, implantējamas mugurkaula elektriskās stimulācijas sistēmas versijas, kas nākamgad varētu nonākt cilvēkos.