Микроэлектроды Помогут Восстановится После Травмы Спинного Мозга и Паркинсона

Люди с тяжелой травмой спинного мозга в настоящее время имеют мало надежд на выздоровление, и по-прежнему ограничиваются своими инвалидными колясками, но всё может изменится.

 Скоро всё может измениться с новой технологией стимуляции спинного мозга с помощью электрических импульсов. С 3 по 5 июня, исследователи из Фраунгофера на Нюрнбергской ярмарке, продемонстрируют имплантируемые микроэлектродные датчики, которые они разработали в ходе доклинических, испытательных работ.

Фоме Тимофееву было всего 25 лет, когда тяжелая мотоциклетная авария изменила его жизнь в одно мгновение. Врачи поставили ему диагноз "параплегия после травмы позвоночника в поясничной области. Молодой человек прикован к инвалидной коляске с тех пор. Диагноз параплегия повергла его в шок, пережить который понадобились месяцы. Такие пациенты, как Фома, в данный момент не имеют хороших шансов на выздоровление, поскольку до сих пор нет эффективного курса лечения для улучшения двигательной функции среди людей с серьезными физическими недостатками.

Теперь консорциум европейских научно-исследовательских институтов и компаний хотят помочь больным в буквальном смысле встать на ноги. В ЕС, проект «NEUWalk», был удостоен финансирования на сумму около девяти миллионов евро, исследователи работают над новыми методами лечения, направленными на восстановление двигательных функций у пациентов, которые перенесли тяжелые травмы спинного мозга (SCI).

Методика опирается на электрически заряженные нервные проводящие пути спинного мозга. "В области травмы, нервные клетки были повреждены до такой степени, что они перестали получать полезную информацию от головного мозга, поэтому стимуляция должна исправить это", объясняет д-р Питер Детемпле, начальник отдела Фраунгоферского института химической технологии филиала (IMM) и координатор проекта «NEUWalk».

Чтобы воплотить это, Детемпле и его команда разрабатывают гибкие, тонкие пластины - микроэлектроды, которые имплантируются в спинномозговой канал, прямо на спинной мозг. Эти многоканальные электродные массивы стимулируют нервные пути, с помощью электрических импульсов, генерируемых в сопровождении микропроцессорного нейростимулятора. "Различные электроды массива, расположены вокруг нервных корешков ответственных за передвижение. Путем проведения серии импульсов, мы можем вызвать проводимость нервных корешков в правильном порядке, чтобы спровоцировать движение или последовательности движений для поддержания функций двигателя", говорит Детемпле.

Исследователи из консорциума уже успешно провели испытания на крысах, у котором спинной мозг не были полностью разорван. А также помимо стимуляции спинного мозга крысы получали сочетание медицинских препаратов и реабилитационного обучения. Животные смогли не только ходить, но и бегать, подниматься по лестнице и преодолевать препятствия. "Мы были способны вызвать специфические движения путем предоставления определенной последовательности импульсов к различным электродам, имплантированным на спинной мозг", утверждает Детемпле.

Ученый-исследователь и его команда считают, что такой же подход может помочь людям восстановиться и ходить снова. "Мы надеемся, что сможем перенести результаты наших испытаний на животных к людям. Конечно, люди, перенесшие травмы спинного мозга по-прежнему будет ограничены, когда речь заходит о спорте или ходьбе на длинные дистанции. В первую очередь, необходимо придать им определенную степень независимости, чтобы они могли передвигаться по своей квартире и заботиться о себе, например, ходить на короткие расстояния без посторонней помощи", говорит Детемпле.

Исследователи из проекта «NEUWalk» намерены опробовать свои системы на двух больных этим летом. В данном случае пациенты не полностью парализованы, что означает, что есть еще какая-то слабая связь между головным мозгом и ногами. Ученые в настоящее время работают над специальными имплантатами. "Даже если эти испытания пройдут успешно, необходимо еще несколько лет, прежде чем система будет готова для широкого использования. Во-первых, этот метод должен пройти клинические исследования и демонстрации его эффективности среди более широкой группы пациентов", говорит Детемпле.

Электрическая стимуляция спинного мозга, так же может предоставить помощь для лечения болезни Паркинсона.

Пациенти с болезнью Паркинсона, могут также извлечь пользу из нервных протезов. Наиболее известные симптомы болезни начинаются как дрожь, крайняя и короткая мышечная дрожь, неправильная походка, что оказывает глубокое воздействие на состояние здоровья пациентов и их мобильность.

До сих пор это нейродегенеративное расстройство лечили с помощью агонистов дофамина - препараты, которые химически имитируют эффекты дофамина, но, что часто приводит к тяжелым побочным эффектам, за более длительный период времени. После того, как болезнь достигла продвинутой стадии, врачи чаще всего обращаются к глубокой стимуляции головного мозга. Это включает в себя сложную операцию по имплантации электродов в определенные части головного мозга, так что нервные клетки в областях могут стимулироваться или подавляться, как требуется.

В проекте «NEUWalk», исследователи работают над электрическим моделированием спинного мозга - менее опасным вмешательством, что, однако, должно облегчить симптомы болезни Паркинсона так же эффективно. "Первоначальные испытания на животных выявили некоторые очень обнадеживающие результаты", заявил доктор Детемпле.

Исследователи из Майнца на ярмарке в Нюрнберге, будут демонстрировать свои нейронные протезы. Они включают имплантируемые микроэлектродные датчики с микропроцессорным управлением, а также жесткие многоканальные датчики, которые могут быть использованы для записи электрофизиологических сигналов и стимулировать нейронные структуры.