Стимуляция Спинного Мозга Помогает Пациентам с Параличом Восстановить Произвольные Движения

 Революционные результаты новых исследований способны принести новую надежду для людей с травмой спинного мозга.

 Четыре человека с параплегией способны добровольно двигать ранее парализованными мышцами в результате терапии, которая включает в себя электростимуляции спинного мозга. Участники, каждый из которых был парализован в течение более чем двух лет, были в состоянии добровольно шевелить их пальцами ног, лодыжками, коленями, в то время как стимулятор был активен, а их движения были расширены в сочетании с физической реабилитацией. Исследователи, участвовавшие в исследовании, говорят, что данная терапия имеет потенциал, чтобы изменить жизнь людей с параличом даже через много лет после травмы.

“Когда мы впервые узнали, что пациент вновь обрел добровольный контроль в результате стимуляции спинного мозга, мы подошли к этому с осторожным оптимизмом”, сказал Родерик Петтигрю, доктор философии, доктор медицины, директор Национального института биомедицинских исследований и Биоинженерии (NIBIB) в NIH, который обеспечивал поддержку этого исследования. “Теперь, стимуляция спинного мозга была успешной у 100% больных, поэтому есть основания полагать, что большая категория лиц, имевших ранее мало реалистичны надежды на какое-либо существенное восстановление от травмы спинного мозга, могут получить пользу от этого вмешательства”.

Один из самых ярких и неожиданных выводов этого исследования заключается в том, что у двух пациентов, которые получили выгоду от стимуляции спинного мозга, был полный паралич. Исследователи были удивлены исходом; они полагали, что, по крайней мере, некоторые из сенсорных путей будут затронуты при терапии, чтобы иметь эффективный результат.

Данное исследование является продолжением инновационных разбирательств, начатых в 2009 году, чтобы определить, является ли стимуляция спинного мозга, в сочетании с ежедневными тренировками на беговой дорожке, способом для пациентов с параличом, восстановить способность двигаться.

В том первоначальном исследовании, молодому человеку - парализованному ниже уровня груди, были вживлены 16-электродов, имплантированные в его спинной мозг. Затем он проходил ежедневный тренинг, в котором был подвешен в упряжи над беговой дорожкой, в то время как команда исследователей поддерживала его ноги, помогая ему, либо стоять, либо ходить. В то же время, специальный прибор доставлял электрические импульсы в спинной мозг, чуть ниже его травмы.

По словам исследователей, целью стимуляции является повышение чувствительности местных схем в спинном мозге, которые выполняют основные двигательные функции без участия головного мозга - такие, как сгибание колена, происходящее после того, как человек наступает на гвоздь, или даже более сложных схем движения, таких как шаг. Пока она не достаточно сильна, чтобы непосредственно вызывать активации мышц, само собой, исследователи полагают, что стимуляция может привести к движению в сочетании с сенсорным вводом на беговой дорожке.

С активным стимулятором, пациент смог бы постепенно нести свой вес, и, в конце концов, мог бы стоять без посторонней помощи от физических терапевтов в течение четырех минут. Удивительно, но спустя семь месяцев разбирательств, обнаружилось, что пациент вновь обрел некоторый добровольный контроль ног. Исследователи были поражены тем, что этот последний результат, как умышленное движение, требует, чтобы информация доставлялась от мозга до нижнего спинного мозга, путь, который был атрофирован из-за его травмы. Другие нарушения, вызванные травмой, тоже начали улучшаться с течением времени, в отсутствии стимуляции, например, контроль артериального давления, температуры тела и её регулирование, контроль мочевого пузыря и половой функции.

Научно-исследовательская группа ученых сообщила, что ещё три пациента с параличом восстановили мышечный контроль с помощью электрической стимуляции позвоночника.

Три пациента в новом исследовании, имели полный моторный и сенсорный паралич, но один имел некоторые способности испытывать ощущения ниже его травмы. В течение нескольких дней после начала стимуляции, все три пациента восстановили некоторый добровольный контроль ранее парализованных мышц.

Первым, кому был имплантирован стимулятор, был не в состоянии двигаться или иметь какие-либо ощущения ниже его травмы. “То, что было действительно поразительно, это то, что добровольное движение мы увидели уже в первую неделю стимуляции. Потом мы увидели его и у ещё двух больных”, сказала Сьюзен Харкема, директор реабилитационных исследований в Кентукки, и научно-исследовательском центре травмы спинного мозга в университете Луисвилля, США.

Исследователи указывают на скорость, при которой каждый субъект восстановил добровольное движение в качестве доказательства того, что там могут присутствовать состояния покоя соединений, которые существуют у больных с полным моторным параличом. “Вместо того, чтобы иметь полное разделение верхних и нижних частей относительно травмы, вполне возможно, что есть какие-то контакты, дающие понять почему эти соединения не работают”, сказал Реджи Эджертон, кандидат технических наук, почетный профессор Калифорнийского университета (UCLA интегративной биологии и физиологии), исследователь, отвечающий за разработку нового подхода к реабилитации. “Стимуляция спинного мозга способна пробуждать эти соединения”.

Важным аспектом, который включало в себя новое исследование, была оценка способности каждого пациента, модулировать его движений в ответ на звуковые и визуальные подсказки. "Мы надеялись, определить, могут ли они по своему желанию двигаться при стимуляции, а также как они могут контролировать свои передвижения", сказала доктор Анжели.

Все участники были в состоянии синхронизировать движения ног и лодыжек в унисон с увеличением или уменьшением волн, отображаемых на экране компьютера, а трое из четырех были в состоянии изменить силу, с которой они согнули ногу, в зависимости от интенсивности трех различных сигналов. “Тот факт, что мозг способен использовать несколько соединений, которые могут управлять остальными, весьма сложный визуальный, слуховой, а также особый процесс восприятия информации, что довольно удивительно. Он говорит нам, что информация от мозга посылается в нужное место в спинном мозге так, что человек может контролировать, с довольно впечатляющей точностью, характер движения”, сказал Эджертон.

Те же тесты также предлагали в следующие несколько месяцев применять стимуляции спинного мозга, в сочетании с опорно-двигательным тренингом, который состоял из часовой стимуляции во время практики и преднамеренных движений лежа. В конце обучения, некоторые были в состоянии выполнить произвольные движения с большей силой и меньшей стимуляцией, в то время как другие имели улучшенная, в точности движения. Пока неясно, являются ли улучшения результатом обучения, благодаря кумулятивному эффекту стимуляции с течением времени.

“Технология, которую мы использовали у четырех лиц с травмой спинного мозга, была первоначально разработана для подавления боли в спине, и наши эксперименты на животных говорили нам, что мы можем улучшить её”, - сказал Эджертон. “Для данного типа движения, мы хотим иметь возможность выбирать, где именно и как стимулировать спинной мозг. Мы просто пока не имеем гибкости в текущей технологии”.

Эпидуральные стимуляции могут быть использованы, чтобы помочь пациентам с параличом верхних конечностей. Они также разрабатывают технологию, которая может доставить стимуляции спинного мозга через кожу (транскутанно), которые были бы способны обойтись без необходимости хирургической имплантации.

Хотя ещё много работы предстоит проделать, доктор Харкема считает, что результаты нового исследования уже дают достаточно доказательств того, чтобы бросить вызов тяжелым повреждениям спинного мозга.

“Прямо сейчас, с клинической точки зрения, для лиц с полным моторным параличом, трагедия заключается в том, что мы ничего не можем сделать”, сказала Харкема, “Я думаю, нам нужно подумать над этим. В нашем исследовании мы продемонстрировали потенциал новой терапии”.

“Мы не должны обязательно опираться на отрастания нервов, чтобы восстановить функции. То, что мы наблюдали у всех четырех пациентов, показывает, что это на самом деле обычное явление для людей с полным параличом”, заявил профессор Эджертон.