Може ли мозъчната и нервната стимулация да възстанови движението след травми на гръбначния стълб (видео)

Терапията с нервна стимулация е обещаваща при лечението на увреждания на гръбначния мозък, изпробвана върху животински модели. В статия, публикувана на 21.01.2023 г. в Neuroscience Изследователите изразяват надежда, че лечението ще бъде използвано при хора с увреждания на гръбначния мозък, за да се възстанови движението на крайниците им.

През 1999 г., когато Джейсън Кармел (Jason Carmel), доктор на медицинските науки, е студент втора година по медицина в Колумбийския университет, неговият брат-близнак получава травма на гръбначния мозък, която го парализира от гърдите надолу и ограничава използването на ръцете му.

В този ден се променя и животът на Джейсън Кармел. Нараняването на брат му в крайна сметка кара Кармел да стане невролог и невроучен с цел разработване на нови методи за лечение, които да възстановят движението на хората с парализа.

Сега терапията за невростимулация, която Кармел разработва в Колумбийския университет, дава обещаващи резултати при проучвания върху животни и може да позволи на хора с увреждания на гръбначния мозък да възстановят функциите на ръцете си.

„Техниката за стимулиране е насочена към връзките на нервната система, пощадени от увреждането“, разказва Кармел, „което им позволява да си върнат част от загубената функция.“

През последните години някои известни изследвания на електрическата стимулация на гръбначния мозък позволяват на няколко души с непълна парализа да започнат отново да се изправят и да правят крачки.

Подходът на Кармел е различен, защото е насочен към рамото и ръката и защото съчетава стимулация на мозъка и гръбначния мозък, като електрическата стимулация на мозъка е последвана от стимулация на гръбначния мозък.

„Когато двата сигнала се съберат на нивото на гръбначния мозък, в рамките на около 10 милисекунди един от друг, получаваме най-силен ефект“, посочва Кармел, „и комбинацията изглежда дава възможност на останалите връзки в гръбначния мозък да поемат контрола.“

В последното си проучване Кармел тества своята техника, наречена гръбначномозъчна асоциативна пластичност (SCAP), върху плъхове с умерени увреждания на гръбначния мозък. Десет дни след увреждането плъховете са разпределени на случаен принцип да получават 30-минутна стимулация с SCAP в продължение на 10 дни или фиктивна стимулация. В края на периода на изследването плъховете, които са получили SCAP, насочена към ръцете им, са били значително по-добри в боравенето с храна в сравнение с тези в контролната група и са имали почти нормални рефлекси.

Откритията, публикувани наскоро в списание Brain, предполагат, че SCAP предизвиква трайни промени в синапсите (връзките между невроните) или в самите неврони. „Сдвоените сигнали по същество имитират нормалната сензорно-моторна интеграция, която трябва да се обедини, за да се извърши сложно движение“, обяснява Кармел.

От мишки към хора

Ако същата техника проработи при хора с увреждания на гръбначния мозък, пациентите биха могли да си възвърнат нещо друго, което са загубили при увреждането: независимостта. Много проучвания за стимулиране на гръбначния мозък се фокусират върху ходенето, но „ако попитате хората с увреждане на шийния гръбначен мозък, които са мнозинството, какво движение искат да си върнат, те казват, че функцията на китката и ръката“, отбелязва Кармел.

„Функцията на китката и ръката позволява на хората да бъдат по-независими, като например да се преместят от легло в инвалидна количка или да се обличат и хранят сами.“

Стимулацията ще се извършва или по време на клинично показана операция, или неинвазивно, като се използва магнитна стимулация на мозъка и стимулация през кожата отпред и отзад на врата. И двете техники се извършват рутинно в клинични условия и са известни като безопасни.

По време на изпитването изследователите се надяват да научат повече за това как работи SCAP и как времето и силата на сигналите влияят на моторните реакции в пръстите и ръцете. Това ще положи основите на бъдещи изпитвания, за да се провери способността на техниката да подобри значително функциите на ръцете и китките.

В по-далечна перспектива изследователите смятат, че подходът би могъл да се използва за подобряване на движенията и усещанията при пациенти с парализа на долната част на тялото.

Междувременно близнакът на Джейсън Кармел работи, женен е и отглежда свои собствени близнаци. „Той води пълноценен живот, но се надявам, че ще успеем да възстановим повече функции за него и за други хора с подобни травми“, отбелязва Кармел.

Справка: “Spinal cord associative plasticity improves forelimb sensorimotor function after cervical injury” by Ajay Pal et al. Brain, Volume 145, Issue 12, December 2022, Pages 4531–4544, https://doi.org/10.1093/brain/awac235 

Превод: Петър Димитров

––––––––––––––––––––––––––––––––

Източник: Spinal Cord Injury: Can Brain and Nerve Stimulation Restore Movement?, Neuroscience News