Nature Medicine: Стимуляция спинного мозга мгновенно улучшает подвижность рук после инсульта

Ученые из Университета Питтсбурга и Университета Карнеги-Меллон создани нейротехнологию, которая стимулирует спинной мозг, мгновенно улучшает подвижность рук и кистей, позволяя людям, перенесшим инсульт средней и тяжелой степени, легче вести свою обычную повседневную деятельность. Пара тонких металлических электродов, напоминающих нити, имплантированные вдоль шеи, задействуют неповрежденные нейронные цепи, позволяя пациентам, перенесшим инсульт, полностью разжимать и сжимать кулак, поднимать руку над головой или использовать вилку и нож, и ряд иных привычных действий, которые из-за болезни было сложно выполнять.

Мы обнаружили, что электрическая стимуляция определенных областей спинного мозга позволяет пациентам двигать рукой способами, которые они не могли бы выполнять без стимуляции. Возможно, что еще более интересно, мы обнаружили, что после нескольких недель использования некоторые из этих улучшений сохраняются. когда стимуляция отключена, это указывает на захватывающие возможности для будущего лечения инсульта,

сказал корреспондент и соавтор Марко Капогроссо, доцент кафедры неврологической хирургии в Питте.

Что касается инсультов, врачи предсказывают мрачное будущее: во всем мире каждый четвертый взрослый в возрасте старше 25 лет перенесет инсульт в течение своей жизни, и у 75% этих людей будет хронический дефицит двигательного контроля над рукой и кистью, в тяжелой форме. ограничение их физической самостоятельности.

В настоящее время нет эффективных методов лечения паралича на так называемой хронической стадии инсульта, которая начинается примерно через шесть месяцев после инсульта. Исследователи говорят, что новая технология может дать надежду людям, живущим с нарушениями, которые в противном случае считались бы постоянными.

Создание эффективных нейрореабилитационных решений для людей, страдающих двигательными нарушениями после инсульта, становится все более актуальным. Даже легкий дефицит, возникающий в результате инсульта, может изолировать людей от социальной и профессиональной жизни и стать очень изнурительным, а двигательные нарушения в руке и кисти особенно обременительны и мешают простым повседневным действиям, таким как письмо, еда и одевание,

сказала старший соавтор Эльвира Пирондини, доцент кафедры физической медицины и реабилитации в Питте.

В технологии стимуляции спинного мозга используется набор электродов, размещенных на поверхности спинного мозга, для подачи импульсов электричества, которые активируют нервные клетки внутри спинного мозга. Эта технология уже используется для лечения сильной, постоянной боли. Кроме того, несколько исследовательских групп по всему миру показали, что стимуляцию спинного мозга можно использовать для восстановления движения ног после травмы спинного мозга.

Но особенности движения рук значительно усложняют задачу. После нескольких лет обширных доклинических исследований, включающих компьютерное моделирование и испытания на животных на макаках с частичным параличом рук, исследователи получили разрешение на тестирование этой оптимизированной терапии на людях.

Чувствительные нервы от руки и кисти посылают сигналы моторным нейронам в спинном мозге, которые контролируют мышцы конечностей. Стимулируя эти чувствительные нервы, мы можем усилить активность мышц, ослабленных инсультом. Важно отметить, что пациент сохраняет полный контроль над своими движениями: стимуляция является вспомогательной и усиливает активацию мышц только тогда, когда пациенты пытаются двигаться,

сказал соавтор Дуглас Вебер, профессор машиностроения в Институте неврологии в Карнеги. 

В серии тестов, адаптированных для отдельных пациентов, стимуляция позволяла участникам выполнять задачи различной сложности, от перемещения полого металлического цилиндра до захвата обычных бытовых предметов, таких как банка с супом, и открывания замка. Клинические оценки показали, что стимуляция, направленная на корешки шейных нервов, немедленно улучшает силу, диапазон движений и функцию руки и кисти.

Неожиданно оказалось, что эффекты стимуляции оказались более длительными, чем первоначально предполагали ученые, и сохранялись даже после того, как устройство было удалено, что позволяет предположить, что его можно использовать как вспомогательный, так и метод для восстановления верхних конечностей. Действительно, непосредственные эффекты стимуляции позволяют проводить интенсивные физические тренировки, которые, в свою очередь, могут привести к еще более сильным долгосрочным улучшениям в отсутствие стимуляции.

Двигаясь вперед, исследователи продолжают регистрировать дополнительных участников испытаний, чтобы понять, какие пациенты с инсультом могут получить наибольшую пользу от этой терапии и как оптимизировать протоколы стимуляции для различных уровней тяжести.