Крысы с травмой
позвоночника заново смогли самостоятельно ходить и бегать в результате
специальной терапии, включавшей в себя электрическую и химическую
стимуляцию нервных клеток спинного мозга и двигательные упражнения в
роботизированном тренажере, заявляют биологи в статье, опубликованной в
журнале Science.
Повреждение
позвоночника в большинстве случаев приводит к частичному или полному
параличу конечностей в зависимости от места травмы. На сегодняшний день
ученые разрабатывают несколько методов лечения таких травм. 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.Группа биологов
под руководством Грегуара Куртина (Gregoire Courtine) из университета
Цюриха (Швейцария) разработала оригинальную методику, позволяющую
вернуть свободу движения парализованным крысам без хирургического
вмешательства и инъекций стволовых клеток.Куртин и его
коллеги обратили внимание на то, что даже при самых серьезных
повреждениях спинного мозга часть нервных волокон остается нетронутыми.
Данные цепочки нейронов не задействованы в работе двигательной системы
организма, однако их можно переключить на новую задачу.В 2009 году
группа Куртина заметила, что изолированный фрагмент спинного мозга
парализованных крыс «ожил» и начал самостоятельно контролировать
движение ног животного при электрической и химической стимуляции
нейронов. При этом животное не могло управлять своим движением – в
частности, крысы ходили по включенной беговой дорожке благодаря работе
спинного мозга, но не могли самостоятельно передвигаться при ее
отключении.
Биологи
предположили, что грызун не может контролировать свое движение из-за
того, что головной мозг не участвовал в процессе восстановления связи
между двигательными нейронами и спинным мозгом.Для решения
этой проблемы исследователи решили «обмануть» своих подопечных – они
изготовили специального робота, который поддерживал тело крысы и не
давал ей потерять равновесие.По словам
ученых, такое приспособление создавало иллюзию того, что позвоночник
животного в полном порядке и что крыса самостоятельно контролирует свои
движения. Это заставляет мозг вырабатывать импульсы, управляющие
движением конечностей, что в свою очередь стимулирует неповрежденные
клетки спинного мозга на «смену» специализации.«Всего через
две недели после начала нейрореабилитации, включавшей в себя
электрохимическую стимуляцию и физические упражнения, наши крысы не
только научились самостоятельно ходить, но и бегать, лазать по лестницам
и избегать препятствий», – пояснил Куртин.
Как отмечают
исследователи, пока рано утверждать, что подобная методика будет столь
же эффективной и при лечении людей-паралитиков, однако успешные
результаты эксперимента на крысах позволяют надеяться на лучшее.
«Это гран-при в
кубке нейрореабилитации. Наши крысы превратились из полных паралитиков в
"спортсменов» буквально за несколько недель. Мы говорим о 100%
восстановлении свободы движений", – заключает Куртин.