Крысу с перерезанным спинным мозгом научили ходить с помощью электрической стимуляции. Это только начало проекта: на следующее лето запланированы клинические исследования методики, которая позволит передвигаться больным с повреждением спинного мозга. Работа нейрофизиологов из Швейцарского института технологии в Лозанне, опубликованная в журнале Science Translation Medicine, выполнена в рамках европейского проекта под названием NEUWalk. В команду входит и российский исследователь — Павел Мусиенко из Института физиологии им. И.П. Павлова в Санкт-Петербурге.
«Идея заключается в том, что в спинном мозге находятся нейронные сети, способные контролировать двигательную активность, в том числе ходьбу, даже в отсутствие сигналов от головного мозга, — говорит Павел Мусиенко «Газете.Ru». — Но этими сетями необходимо правильно руководить. После перерезки спинного мозга они оказываются одинокими.
И мы попытались найти способ, который заменит сигналы от головного мозга в контроле спинальных нейронных сетей».
В спинной мозг крысы ученые вживили электроды, на которые можно было подавать электрический ток. Под его действием крыса поднимала задние лапы. Но самое главное заключалось в том, чтобы рассчитать параметры электрического тока, которые бы обеспечивали крысе нормальное движение конечностей, чтобы она могла ходить и перешагивать через препятствия.
Для создания такого алгоритма нейрофизиологи тщательно изучили крысиную «походку» и декодировали электрические импульсы от головного мозга, ее сопровождающие. Адаптировав параметры электрического тока к работе нервной системы, они научили крысу ходить, преодолевать препятствия, подниматься по ступенькам. Методика основана на обратной связи от крысиных конечностей.
С учетом того, как животное ходит, с учетом высоты шага модулировалась частота воздействия,
— продолжает Павел Мусиенко. — Важно отметить, что это была не просто электрическая, а электрохимическая стимуляция. Мы использовали два лекарственных препарата, которые действуют на рецепторы серотонина».
Этот метод, считают ученые, послужит реабилитации больных с повреждением спинного мозга. Очередной этап клинических исследований запланирован на лето 2015 года. Для этого ученые разработали специальную «ходильную платформу» (Gait Platform). Она выглядит как беговая дорожка (тредмилл) с опорной системой и оборудована 14 инфракрасными камерами и двумя видеокамерами. Назначение камер — собирать информацию о движениях ног и остальных частей тела человека. Эта информация синхронизируется и обеспечивает подачу электрических сигналов, нужных для походки человека.
«Я уже семь лет плотно сотрудничаю со швейцарскими исследователями, — говорит собеседник «Газеты.Ru». — Есть часть работы, которая проводится коллабораторами из Китая. Вообще, у нас сформировалась дружная интернациональная команда. И вместе мы пытаемся решать довольно сложные задачи».
