СПИННОМОЗГОВАЯ СТИМУЛЯЦИЯ ПОЗВОЛИЛА ВНОВЬ ХОДИТЬ ТРЕМ ПАРАЛИЗОВАННЫМ МУЖЧИНАМ

СПИННОМОЗГОВАЯ СТИМУЛЯЦИЯ ПОЗВОЛИЛА ВНОВЬ ХОДИТЬ ТРЕМ ПАРАЛИЗОВАННЫМ МУЖЧИНАМ

«Это потрясающее чувство. Я вновь могу согнуть ногу в колене, поднять бедро и даже пошевелить пальцами», - сказал Дэвид Мзи, чьи ноги были парализованы в 2010 году. Мзи смог частично вернуть свои двигательные способности благодаря прорывной технологии спинномозговой стимуляции.


Мзи стал одним из трех участников исследования, в котором использовалась новая техника борьбы с травмами позвоночника, позволяющая восстановить двигательные способности пациентов с различными степенями паралича. Результаты, опубликованные в журнале Nature and Nature Neuroscience, совершенно невероятны. Все трое пациентов смогли частично восстановить способности к ходьбе, а их прогресс в сессиях физиотерапии привел к повышению мобильности в повседневной жизни.

Использованная техника, называемая эпидуральной электростимуляцией (EES), не является новой — она изучалась в качестве потенциального лечения для пациентов с параличом в течении нескольких десятилетий, демонстрируя свою успешность в исследованиях на животных. В сентябре этого года, две научные работы уже представили результаты прорывов, позволивших парализованным пациентам ходить в результате EES.

Однако, если раньше пациенты демонстрировали прогресс только спустя несколько месяцев интенсивной реабилитации — в лучшем случае, спустя четыре месяца, чаще всего — примерно через год. Работа, выполненная Грегори Куртье, Жозелин Блох и большой командой ученых, стала значительным шагом вперед: все их пациенты смогли вновь ходить (с небольшой помощью) спустя всего несколько дней.

Разница подходов заключалась в том, насколько постоянной была электростимуляция. Для EES пациенту имплантируют устройство, которое доставляет электрические сигналы в позвоночный столб. Когда травма нарушает связь между спинным и головным мозгом, не давая нервным сигналам достигать областей, ниже области повреждений, EES может помочь в создании своеобразного «моста», перенося электрические сигналы в области позвоночника под местом травмы.

У грызунов, котов и даже обезьян, EES позволяет «стоять, ходить в различных направлениях и даже бегать» - написали Куртье и его коллеги. Они предположили, что данная техника была менее успешна при лечении людей, так как электростимуляция была непрерывной, что препятствовало формированию обратной связи от тела к мозгу, тем самым, не давая мозгу ощущать, где в пространстве находятся конечности. Физиологические различия между человеком и крысами — включая разницу в размерах тела — могли бы объяснить, почему этот эффект проявляется у людей, но не у крыс.

Чтобы понять, как нервная система обеспечивает каждое движение здорового субъекта, исследователи создали «карту» того, как выглядят подобные паттерны активации. Затем они определили, куда именно электроды должны доставлять стимулирующие сигналы, чтобы соответствовать обнаруженным паттернам активации и построили систему, которая передавала сигналы ровно туда, куда нужно.

Ученым пришлось подбирать отдельные параметры системы под каждого пациента. Они даже создали персонализированные модели позвоночников, находящиеся в солевом растворе, проводящем электрический ток, что позволило команде в точности определить, куда поместить электроды при последующей операции. Затем паттерны электрических сигналов были откалиброваны под каждого пациента.

«Все подопытные смогли ходить с использованием ассистивных устройств спустя неделю», - сказала Блох. В последующих тестах пациенты оказались способны произвольно выбирать длину и скорость своих шагов и в течении часа идти по беговой дорожке, проходя дистанцию порядка одного километра. Все движения самостоятельно выбирались человеком; EES не генерировал никаких непроизвольных движений.

«Подопытные должны были постоянно думать о совершении подходящих движений ног. Их мозг оставался активным все время, чтобы отрабатывать сигналы цепи обратной связи с электростимуляцией, которая активировала мышцы», - сказала Карен Минассиан, одна из авторов работы. Из-за постоянной вовлеченности, лечение привело к тому, что произвольные движения со временем восстанавливались по мере того, как вновь появлялись соединения в нервной системе. Мзи, чья левая нога была полностью парализована после спортивной травмы, в свое время прошел процесс реабилитации, но с минимальным результатом. Спустя пять месяцев он был способен самостоятельно сделать несколько шагов. Но при включенном EES, он может почти свободно ходить с помощью ходунка.

Герт-Ян Оскам, чьи ноги были парализованы в аварии, также имел минимальный прогресс после традиционной реабилитации. «Теперь я могу ходить на короткие расстояния с помощью стимуляции и даже без нее. Мне сказали, что вскоре я смогу приготовить барбекю, стоя на своих ногах», - сказал он. Пока что Оскам может сделать несколько шагов с помощью костылей или стоять с внешней поддержкой.

Даже в маленькой группе из трех пациентов, результаты лечения оказались очень различны. Для Себастиана Тоблера, пяти месяцев реабилитации оказалось недостаточно, чтобы восстановить двигательные способности без EES. Однако он научился поднимать свои ноги лежа на спине без EES и отметил улучшение равновесия в повседневной жизни. Он планирует продолжить тренировки.

Успешность лечения зависит от ряда факторов, включая тяжесть травмы и уровень оставшихся двигательных функций. Для некоторых, таких как Мзи, оно может привести к масштабным улучшениям за короткое время; для других результаты могут быть не столь впечатляющими. Проверка методики на большем числе подопытных станет важным следующим шагом. Ученые планируют изучить результаты методики на людях, получивших свои травмы недавно, когда «потенциал пластичности находится на максимальном уровне, а нейромышечная система еще не испытала эффекта атрофии вследствие хронического паралича».

Ученые отмечают, что данная техника пока еще не готова для применения в клинических условиях. Необходимо тщательно проверить все аспекты подобного лечения, в том числе его эффект на повседневную жизнь пациента за пределами госпиталя. Исследователи разработали активируемую голосом систему, которая позволяет пациенту включать и выключать EES по желанию, а также выбирать один из нескольких режимов стимуляции: ходьба, езда на трицикле и т.д. Заставить EES работать — это важная задача, но также необходимо сделать ее доступной для использования пациентом дома.

Источник:

https://arstechnica.com/science/2018/10/spinal-cord-stimulation-allows-three-paralyzed-men-to-walk-with-assistance/