Справка: Участник исследования Дэвид Мзи, ему 28 лет, у него паралич, и ему удалось сделать несколько шагов самостоятельно, благодаря целенаправленным сеансам электростимуляции и силовым упражнениям после травмы, произошедшей в 2010 году.

Согласно исследованию, опубликованному 31 октября 2018 года в журнале Nature, электростимуляция нейронов спинного мозга, проведенная по модели, отвечающей за контроль импульсов мозга к мышцам для контроля движений при ходьбе, помогла трем мужчинам с травмой спинного мозга сделать первые шаги самостоятельно после долгих лет передвижения в инвалидном кресле.


В сентябре две другие группы исследователей рассказали в журналах New England Journal of Medicine и Nature Medicine о своем исследовании применения длительных сеансов миостимуляции и регулярных упражнений физической реабилитации, чтобы помочь трем пациентам в восстановлении способности ходить после нескольких лет жизни в состоянии паралича.

В совокупности данные этих трех исследований свидетельствуют о неисследованной ранее способности спинного мозга человека восстанавливаться после травмы.

Одно ошибочное предположение о травме спинного мозга состоит в том, что «весь спинной мозг разрушается в момент наступления травмы. На самом деле, в области травмы часто разрушается лишь несколько тысяч нейронов» - говорит Сьюзен Харкема, исследователь спинного мозга в Университете Луисвилл в штате Кентукки и соавтор исследования в журнале New England Journal of Medicine. «Да, влияние травмы на функции спинного мозга разрушительно, но остается значительно больше живых нейронов, которые передают нервные импульсы и взаимодействуют между собой. Модель такой связи существует и ее можно применить».

Ранее ученые определили, что крысы и приматы реагируют на миостимуляцию, устанавливая новые связи между нейронами, которые расположены ниже травмированной области спинного мозга и могут восстанавливать двигательные функции нижней части тела. Похожие усилия у людей, которые были освещены в двух вышеупомянутых исследованиях, требуют значительно большего периода времени, а также их нужно сочетать с регулярными физическими тренировками.

Грегори Кортайн, исследователь швейцарского федерального технологического института Лозанна в Швейцарии, и его коллеги показали в предыдущих экспериментах на животных, как электрические импульсы спинного мозга направляют на задние корни – нервы, поступающие в спинной мозг с периферии с целью активации моторных нейронов, контролирующих эти корни.

Команда ученых также установила, что если правильно выбрать время проведения сеанса ЭМС, совмещающегося с движением, то электроды, нанесенные на определенные области спинного мозга, помогают парализованным животным восстановить способность ходить.

В данном исследовании команда учёных под руководством Грегори Кортайна оценила возможность применения аналогичного типа электростимуляции для людей. Они продемонстрировали возможность восстановления способности ходьбы для трех мужчин, парализованных вследствие травмы спинного мозга. На момент проведения исследования один из его участников, 47-летний Себастьян Толбер, был полностью парализован ниже пояса.

У другого участника исследования, 35-летнего Грета Яна Осками, были нарушения функции обеих ног, а третий участник Дэвид Мзи вообще не мог двигать левой ногой, но мог делать определенные движения правой.

Нейрохирург и соавтор исследования Джоселин Блоч из университетской клиники Лозанны разместила электроды беспроводного стимулятора вдоль позвоночника трех пациентов.

В течение нескольких дней проведения регулярных сеансов миостимуляции Compex, три пациента смогли сделать первые шаги, поддерживая вес собственного тела с помощью специальных ремней. Такого результата удалось добиться благодаря тому, что сеансы электростимуляции применялись по схеме, разработанной для активации задних корешков и точек двигательных нейронов спинного мозга, привлекаемых к активной работе в процессе ходьбы. Пациенты смогли ходить по беговой дорожке или делать шаги с поддержкой на улице, рассчитывая свои движения таким образом, чтобы они совпадали с фазами движения в программе электростимуляции.

«Преимущество подхода реабилитации, который применяла эта группа пациентов, заключается в том, что электростимуляция направлена на определенные уровни спинного мозга, в зависимости от того, какой именно его участок нужно привлечь пациенту к активной работе», говорит Эдель Филдфорт, физиотерапевт, специалист по травмам позвоночника , исследовательница травм спинного мозга в центре Шеперд в Атланте, которая не принимала непосредственного участия ни в одном из упомянутых исследований.

В другом исследовании, дополнявшем результаты предыдущего и опубликованном в журнале Nature Neuroscience, эта же группа ученых-исследователей узнали и доказали, что непрерывная электростимуляция мышц дает менее эффективный результат людям, потому что процесс ЭМС может блокировать проприоцептивные ощущения, то есть способность тела воспринимать свое собственное положение и движение в пространстве, необходимое для передвижения.

Через пять месяцев регулярных, ежедневных, изнурительных физических упражнений и тренировок в сочетании с проведением сеансов миостимуляции Compex у пациентов, ставших участниками исследования, улучшилась способность движения нижними конечностями как во время сеанса электростимуляции, так и после его завершения – без стимуляции.

Мзи, например, может сделать один, два шага без включенных электродов, даже не держась руками за перила тренажеров.«Ходьба со свободными руками действительно была нормальной походкой», говорит Мзи. Эксперимент помог ему чувствовать себя комфортнее в постели, так как удалось, в определенной степени, восстановить способность целенаправленно и добровольно двигать левой ногой, чтобы корректировать положение тела. Мужчине также удалось улучшить состояние сердечно-сосудистой системы, лучше тренировать руки и ноги. «Мне вспомнились дни, когда я занимался спортом до травмы, и это было непревзойденно», добавляет он.

Кортайн предупреждает, что важно, чтобы ожидания пациента были реалистичными. " У данной методики исследования есть определенный потенциал, но не стоит переоценивать результаты исследования, которые нам удалось получить", ведь впереди еще много работы, чтобы действительно изменить жизнь этих людей", отмечает он. Несмотря на то, что участники исследования будут продолжать реабилитацию, каждый из них большую часть времени использует инвалидное кресло.

По словам Вивиан Мушахвар, исследовательницы из Университета Альберты в Канаде, не участвовавшей в исследованиях, один из способов улучшить это лечение – это персонализировать модели стимуляции, чтобы они адаптировались к стилю ходьбы каждого человека.

Однако «очень впечатляюще видеть, как работает эта методика», добавляет она. «Возможности людей, которые раньше не могли ходить, а потом встали и сделали свой первый шаг, доказывают, что еще не все возможности и потенциал спинного мозга изучены и раскрыты».

Литература:

Э. Форменти, «Электростимуляция спинного мозга должна сохранять проприоцепцию, чтобы обеспечить возможность передвижения у людей с травмой спинного мозга». [Режим доступа: Nature Neuroscience, doi:10.1038/s41593-018-0262-6, 2018. ]

Вагнер Ф.Б. в соавт. Целенаправленная нейростимуляция восстанавливает ходьбу у людей с травмой спинного мозга. [Режим доступа: Nature, doi:10.1038/s41586-018-0649-2, 2018 ]

Источник