После этого у животного с контузионной травмой спинного мозга была зафиксирована положительная динамика его состояния, в частности, частично восстановилась двигательная активность. Немецкие ученые научились восстанавливать спинной мозг: последние новости 2021 года. Они создали из стволовых клеток каркасы, которые можно успешно имплантировать в спинной мозг с целью восстановления повреждений нервов. По сути дела, спинной мозг — это нервная трубка, которая выросла, достигла размера 40–45 сантиметров и выполняет в нашем организме очень важные функции, связанные с управлением телом.
Ученые вернули возможность ходить мышам с травмами спинного мозга
Электронные компоненты окружены корпусом из титанового сплава. Этот материал биологически инертен и практически невидим для иммунной системы. Внутренняя поверхность имплантата плоская. Она несёт матрицу из 64 платиново-иридиевых электродов диаметром в 2 мм с шагом в 4,5 мм. Так обеспечивается первый этап: запись сигнала, его регистрация и модуляция. Подробнее об этих вопросах будет рассказано в следующей части статьи. Программная составляющая кодирует и модулирует сигналы.
Впоследствии они отправляются к имплантируемому генератору импульсов. Имплантируемый генератор импульсов общается с пояснично-крестцовым отделом позвоночника с помощью 16 электродов. Они выполняют селективную активацию скелетной мускулатуры. Кортикальный имплантат состоит из 2 блоков по 64 электрода. Носимый процессор выступает электрическими мозгами системы. Многие сложные процедуры обработки данных выполняются именно этой частью нейроимплантата.
Здесь видны данные МРТ. Красным обозначены кортикальные поля, ответственные за движение. Справа можно увидеть две круглые структуры. Так выглядят кортикальные имплантаты, «сидящие» на головном мозге. Для эффективной установки спинального имплантата нужно знать особенности индивидуальной анатомии. Красными прямоугольниками обозначены 16 электродов, стоящие на уровне 11 грудного и 1 поясничного позвонка.
Мозговая бионика имеет свои особенности. Организм воспринимает имплантат как чужеродного агента, запуская реакции воспаления. Этот недостаток обходится путём использования биологически инертных материалов. Иридий, титан и платина относятся именно к ним. Следующий вопрос: как обеспечить бесперебойное питание электроники и её связь с внешней гарнитурой? Провода использовать нельзя.
Любая магистраль, идущая к мозгу через кости черепа и твёрдую оболочку, будет выступать открытыми воротами для инфекции. Инженерная проблема была решена с помощью двух антенн, спрятанных в силиконовый кожух. Первая, использующая частоту в 13,56 МГц, питает имплантированную электронику по механизму индуктивной связи. Похожим образом работают беспроводные зарядки современных смартфонов. Напомним, что электрическое и магнитное поле не существуют друг без друга. Это всё грани единого электромагнитного поля.
При прохождении электрического тока через индукционную катушку появляется магнитное поле. Одновременно с этим параллельно ему формируется электрическое поле. Параллельно электрическому полю возникает магнитное — и так со скоростью света в бесконечность. Технически продвинутый читатель уже догадался, что речь идёт о волне. Живые ткани прозрачны для многих видов электромагнитных волн. Естественно, их можно и нужно ловить, как это делают имплантированные модули нейростимулятора.
Вторая, ультравысокочастотная антенна на 405 МГц, общается с базовой станцией и блоком обработки данных в режиме реального времени. Таким образом сигналы с коры попадают на компьютерную периферию, где осуществляется интерпретация нервных импульсов на язык электроники, а также «предсказываются» будущие движения. Подробнее о том, как это происходит, будет сказано чуть ниже. Программное обеспечение процессора анализирует декодированные сигналы с коры головного мозга. Серьёзная проблема всей бионики — это шум. Нервная система порождает огромное количество сигналов, и далеко не каждый из них имеет отношение к делу.
Прежде чем декодировать сигнал, следует сперва отделить «мух от котлет». Алгоритмы потоковой обработки данных сортируют поступившую информацию согласно её релевантности. За счёт использования современных материалов и правильного исполнения нейрохирургической операции величина входного приведённого шума составляет всего лишь 0,7 мкВ по среднеквадратичному отклонению. Схожие системы применяют для стимуляции головного мозга у пациентов, страдающих болезнью Паркинсона. Научная группа модифицировала устройство, добавив к нему модули беспроводной связи. Задержка между импульсом с головного мозга и эпидуральной стимуляцией составляет 100 мс.
С учётом того, что технология предназначена для восстановления привычных движений, такой «лаг» не выглядит слишком долгим. В конце концов, речь идёт не о спортивных рекордах, а возможности встать с койки. Аппаратный и программный модуль работают как единая интегрированная цепочка. Между головным и спинным мозгом образуется цифровой мост. Последний участник звена — имплантируемый генератор импульсов Specify 5-6-5, состоящий из массива на 16 электродов. Корковые сигналы проходят через процедуры модуляции, преобразуясь в аналоговые команды.
Имплантат проводит их к задним корешкам спинного мозга. Уже оттуда сформированная команда достигает мышц нижних конечностей. Программная часть. Аспекты декодирования Электрическую активность сенсомоторной коры головного мозга регистрируют по 32 каналам с частотой 586 Гц. Диапазоном полосовой фильтрации стал промежуток между 1 и 300 Гц. Именно в нём скрыты данные, необходимые для иннервации нижних конечностей.
Как выявить намерение к движению? Эту работу выполняет алгоритм рекурсивной экспоненциально-взвешенной мультилинейной модели марковского переключения. В её состав входит классификатор скрытой марковской модели и набор независимых регрессионных моделей. При возникновении намерения к движению происходит активация сенсомоторной коры головного мозга, которую возможно считать с помощью электродов. Каждая из регрессионных моделей осуществляет контроль над целыми группами степеней свободы конечностей. Дело в том, что нога или рука — не просто рычаг.
В своей работе он подчиняется законам биомеханики.
Сеченова Минздрава РФ разработали цифровую систему, с помощью которой можно оценивать риск развития социально значимых заболеваний на основе иономного профилирования. Система, в частности, позволяет определить склонность к развитию сахарного диабета 2 типа, аутизма у детей, патологий сердечно-сосудистой системы и онкологических заболеваний по результатам анализа на содержание химических элементов в крови, моче или волосах. Практически для всех заболеваний в большей или меньшей степени характерен дисбаланс определенных макро- и микроэлементов, рассказал о сути разработки директор Центра биоэлементологии и экологии человека, д. Так, например, при сердечно-сосудистых заболеваниях отмечается дефицит калия, магния, фосфора, цинка, меди и селена на фоне повышенных показателей натрия, свинца, ртути, кадмия и мышьяка. При сахарном диабете 2 типа наблюдается недостаток калия, магния, цинка, марганца, хрома и ванадия, который нередко сочетается с избытком ртути, селена и мышьяка. При аутизме у детей доминирует дефицит йода, кобальта, селена, марганца, цинка, хрома и магния.
Анализ проводится с помощью масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. После ввода показателей анализа система, основанная на статистических моделях, просчитывает риск наличия патологического процесса и предоставляет результат. В дальнейшем в соответствии с этим результатом врач может принять решение о целесообразности проведения углубленного обследования. Сейчас ученые Центра биоэлементологии и экологии человека продолжают исследования иономных профилей совместно с ведущими врачами из России и других стран. В частности, одно из таких исследований, посвященное изучению рисков развития заболеваний опорно-двигательного аппарата, проводится в рамках крупного российско-китайского проекта при поддержке РНФ. Информация предоставлена Управлением по работе с общественностью Сеченовского Университета.
Вышло портативное устройство для поддержки дыхания пациентов с травмами спинного мозга 5 апреля 2023 года американская компания Synapse Biomedical сообщила о выходе системы стимуляции диафрагмы NeuRx NeuRx DPS , предназначенной для пациентов с травмами спинного мозга, которым требуется искусственная вентиляция лёгких ИВЛ. На 2020 г ученые до сих пор не могут досконально объяснить, как же нарушение работы спинного мозга влияет на исчезновение волос на теле.
В России проведена операция по установке нейростимулятора в спинной мозг
Ученые-медики вживляют "умный" имплантат в поврежденный участок спинного мозга, из-за которого происходит паралич нижних конечностей. Суть заключается в многоуровневой стимуляции спинного мозга в сочетании со специальными упражнениями. Российские новости. Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Гарвардского университета провели исследование, которое может иметь огромное значение для восстановления спинного мозга после травмы. Ученые-медики вживляют "умный" имплантат в поврежденный участок спинного мозга, из-за которого происходит паралич нижних конечностей. Статья Спинной мозг, Травмы, Выпущено вживляемое в тело устройство для реабилитации людей с травмами спинного мозга, Вышло портативное устройство для поддержки дыхания пациентов с травмами спинного мозга.
Спинной мозг. Секреты наружного строения
Врачи соединили мозг парализованного человека со спинным в обход повреждённого участка — он начал ходить Они вживили ему несколько имплантов, которые образовали беспроводную связь между головным и спинным мозгом Новости Несколько имплантов. Суть заключается в многоуровневой стимуляции спинного мозга в сочетании со специальными упражнениями. Первых испытателей компания отберет из числа пациентов с параличом из-за травмы шейного отдела спинного мозга или бокового амиотрофического склероза, говорится в сообщении Neuralink.
Прорыв в лечении поврежденного спинного мозга
Мост состоит из двух электронных имплантатов, по одному в головном и спинном мозге. Первый размещен над областью мозга, отвечающей за управление движениями ног, и может декодировать электрические сигналы, возникающие, когда мы думаем о ходьбе. Аналогичным образом второй имплантат размещается над частью спинного мозга, которая управляет ногами. Ученые заявили, что революционная технология "превращает мысли в действия", восстанавливая нарушенную связь между головным мозгом и областью спинного мозга, контролирующей движения.
Первым пациентом стал 40-летний голландец, инженер Герт-Ян Оскам, который получил травму спинного мозга после аварии на велосипеде во время работы в Китае в 2011 году. Он остался парализованным, но уже через несколько дней после того, как хирурги откалибровали имплантаты, он заметил улучшения. В течение пяти минут я мог управлять своими бедрами".
То есть, необходимо было выполнить три условия: включить рост аксонов на генетическом уровне; обеспечить рост волокон на молекулярном уровне; проложить нейронам след из своего рода белковых «хлебных крошек», чтобы они росли в определенном направлении. Все эти условия выполняются, пока ребёнок развивается в утробе матери. Но после рождения данные процессы останавливаются. Ученые задались целью найти и включить гены, контролировавшие процессы роста нервных клеток в период развития плода. Им удалось реактивировать нервные клетки спинного мозга мышей при помощи генов, упакованных в безвредные вирусы с целью доставки их к месту назначения.
В августе 2022 года аспирант первого года обучения Института фундаментальной медицины и биологии КФУ Давран Сабиров одержал победу в конкурсе «Студенческий стартап» по направлению «Медицина и технологии здоровьесбережения». Он разрабатывал тест-систему для диагностики травм спинного мозга.
Эти опыты говорят о важности для обучения не только центральной, но и периферической нервной системы. Но как это происходит на уровне клеток и нейронных связей, оставалось непонятным. Сейчас исследователи из Японии и Бельгии разработали похожую экспериментальную схему, где подопытными были уже не насекомые, а млекопитающие — лабораторные мыши. При тестировании задние лапы подопытных мышей свободно свисали, и если лапа слишком сильно опускалась вниз, то подвергалась удару электрического тока. Лапы контрольных мышей также стимулировали током, но делали это неупорядоченно. Всего через 10 минут после начала эксперимента лапы мышей оставались высоко поднятыми, чтобы избежать удара током, — животные обучились.
Починить спинной мозг: новые терапии на грани фантастики
Результаты показали, что площадь сохранной ткани увеличивалась на 27 процентов, а суммарная площадь патологических полостей, которые образуются после травмы, уменьшилась на 29 процентов в каудальном направлении от места травмы - это область спинного мозга, которая подвергается наибольшим дегенеративным изменениям после воздействия. Группу животных, которым вводили везикулы, сравнивали с теми, которым инъецировали физраствор. Результаты экспериментов свидетельствуют о частичном восстановлении двигательной активности у свиней с контузионной травмой спинного мозга, что, несомненно, является достижением. В настоящее время на базе РКБ РТ проводятся первичные клинические исследования, чтобы внедрить метод лечения в практику.
Парализованный мужчина начал ходить с помощью "моста" между головой и спинным мозгом Фото: Le Centre hospitalier universitaire vaudois Нейрохирурги и неврологи из Швейцарии работали над созданием "цифрового моста", который помог мужчине ходить, подниматься по лестницам и пандусам и стоять. Они надеются, что однажды технология может быть использована для восстановления функций рук и кистей, сообщает Zakon. Мост состоит из двух электронных имплантатов, по одному в головном и спинном мозге.
Первый размещен над областью мозга, отвечающей за управление движениями ног, и может декодировать электрические сигналы, возникающие, когда мы думаем о ходьбе. Аналогичным образом второй имплантат размещается над частью спинного мозга, которая управляет ногами. Ученые заявили, что революционная технология "превращает мысли в действия", восстанавливая нарушенную связь между головным мозгом и областью спинного мозга, контролирующей движения. Первым пациентом стал 40-летний голландец, инженер Герт-Ян Оскам, который получил травму спинного мозга после аварии на велосипеде во время работы в Китае в 2011 году.
В США провели уникальную операцию Она частично вернула парализованному человеку чувствительность и контроль над руками Учёные из Института биоэлектронной медицины им. Файнштейна в Northwell Health рассказали об уникальной операции, которая вернула парализованному человеку чувствительность и подвижность рук. Как и во всех подобных случаях, речь идёт о мозговом имплантате, но не только. Это первый случай, когда мозг, тело и спинной мозг парализованного человека были соединены электронным способом, чтобы долгосрочно восстановить движение и чувствительность.
Когда участник исследования думает о движении руки или кисти, мы «перезаряжаем» его спинной мозг и стимулируем его мозг и мышцы, чтобы помочь восстановить связи, обеспечить сенсорную обратную связь и способствовать выздоровлению. Этот тип терапии, управляемой мыслями, меняет правила игры.
Группа ученых из Университета Техаса, работающих в области клеточной инженерии и регенеративной медицины провели серию успешных экспериментов на животных моделях, в результате которых удалось вызвать формирования новых нейронов спинного мозга взамен поврежденных. Особого внимания заслуживает то, что за основу для формирования новой нейронной сети исследователи взяли зрелые клетки глии, извлеченные непосредственно из позвоночника самих подопытных мышей. Ранее считалось невозможным настолько хорошо восстановить поврежденные участки спинного мозга, чтобы добиться полной регенерации травмированных тканей позвоночника и спинномозгового корда с возвратом всех двигательных и сенситивных функций. Для такого эффективного лечения соответствующих технологий пока не существует.
Результаты исследований Исследователи сфокусировали свое внимание на клетках глии, которые в изобилии присутствуют в центральной нервной системе. Они служат для поддержки и защиты нейронов в спинном мозге и формируют рубцовую ткань при возникновении повреждений.
Life78 показал, как пациенты с травмой спинного мозга начинают ходить
Нейростимуляция осуществляется с помощью небольшого прибора-генератора электрических импульсов, который имплантируется в область спинного мозга. Нейростимуляция осуществляется с помощью небольшого прибора-генератора электрических импульсов, который имплантируется в область спинного мозга. В Университете МИСИС разработали прототип нейроимплантата, который поможет восстанавливать функции спинного мозга после травм и повреждений. После этого у животного с контузионной травмой спинного мозга была зафиксирована положительная динамика его состояния, в частности, частично восстановилась двигательная активность.
Нейроинтерфейс между спинным и головным мозгом позволил ходить паценту с травмой позвоночника
| Ученым удалось срастить поврежденный спинной мозг | MedAboutMe | Новости науки и техники/. |
| Регенерация нейронов: ученые вернули ходьбу мышам, парализованным после травмы | | Российские учёные работают над особым типом клеток, на основе которых может быть создан инновационный клеточный продукт, который поможет пациентам с травмами спинного мозга, особенно в ситуациях, когда сформировались постравматические кисты. |
В России проведена операция по установке нейростимулятора в спинной мозг
Мнение редакции может не совпадать с мнением авторов. Скачать презентацию: Медиа-кит При перепечатке или цитировании материалов сайта Mosregion.
В основном это молодые люди в возрасте 20-25 лет. Большинство из них остается парализованными на всю жизнь. Ученые предложили чаще использовать нейростимуляцию спинного мозга электричеством с помощью небольшого вживляемого стимулятора. Такая операция даст парализованным людям надежду на восстановление опорно-двигательных функций организма, написала «Русская планета».
Спинной мозг подсоединили к головному и вернули человеку с травмой позвоночника подвижность 25 мая 2023 в 14:41 Автор: Антон Мерзляков Автор: Антон Мерзляков Человеку с серьезной травмой позвоночника беспроводным способом подсоединили спинной мозг к головному — это вернуло пациенту подвижность, сообщает Science Alert со ссылкой на статью в журнале Nature. Всю помощь 38-летнему мужчине, повредившему шейный отдел позвоночника из-за падения с велосипеда еще десять лет назад, оказывали под строгим руководством исследователей из политехнической школы Лозанны EPFL.
В свое время пациента пытались реабилитировать через процедуру эпидуральной стимуляции спинного мозга. Проще говоря, в позвоночник устанавливали специальные импланты с электродами, а стимулятор вшивался под кожу.
Результаты полностью оправдали ожидания ученых. Аксоны прорастали сквозь рубцовую ткань. В значительной части случаев по другую сторону разрыва были зафиксированы новые нейронные связи. Правда, пока не удалось добиться восстановления подвижности у животных, парализованных в результате повреждения спинного мозга, но ученые считают, что «новорожденные» аксоны следует с нуля учить выполнять их функции, и не сомневаются в успехе. Читайте далее.