Петербургский ученый поможет людям научиться ходить после паралича

Международная группа ученых разработала новый способ электростимуляции при параличах, который поможет вновь встать на ноги людям с травмами спинного мозга. В масштабном исследовании принимал участие и петербургский профессор.

Предыдущие эксперименты уже показали, что электрическая стимуляция улучшает контроль движений после травмы спинного мозга. Однако метод имел недостатки —  воздействовать можно было только на определенные участки спинного мозга, а стимуляция происходила непрерывно и не была привязана к конкретному моменту мышечной активности.

— Сегодня мы научились управлять сокращением тех или иных групп мышц в реальном времени. Благодаря возможностям компьютерного моделирования нам удалось выявить те точки спинного мозга, воздействие на которые поможет людям вновь начать двигаться, — рассказал участник международного исследования Павел Мусиенко, руководитель лаборатории нейропротезов Института трансляционной биомедицины СПбГУ старший научный сотрудник Института физиологии им. И. П. Павлова, д.м.н., профессор.

Ученые в ходе исследования разработали новые протоколы стимуляции, которые воспроизводят естественную динамику вовлечения моторных нейронов и сокращения мышц ног при передвижении, сообщает пресс-служба СПбГУ. С помощью компьютерного моделирования ученые также нашли оптимальные позиции электродов на спинном мозге для вызова сокращений мышц. По этой компьютерной модели они создали спинальные электродные матрицы, которые будут выступать в качестве имплантатов, и программное управление.

Метод уже опробован на лабораторных грызунах — стимуляция определенных точек левой и правой половины спинного мозга мышей позволяла контролировать активность мышц разных конечностей при движении. В итоге грызуны с тяжелыми повреждениями спинного мозга восстанавливали качество ходьбы, способность к поддержке веса тела, выносливость и координацию. 

— В ходе исследования мы создали новые технологии имплантации, матрицы электродов и алгоритм стимуляции нейронных сетей с тонкой подстройкой на основе обратной связи от движений конечностей, — пояснил Павел Мусиенко. — Как оказалось, такой подход, называемый „пространственно-временная нейромодуляция“, значительно эффективнее используемых нами ранее.

Ученые убеждены, что их подход можно применить в разработке научно обоснованных методов нейромодуляции для восстановления двигательной активности у людей.

— Совместно с учеными-медиками из СПбГУ, а также коллегами из лаборатории нейрофизиологии и экспериментальной нейрореабилитации НИИ фтизиопульмонологии мы делаем все возможное для трансляции разработанных технологий в клинику, — подчеркнул профессор Мусиенко. — На сегодня уже подано несколько заявок на комплексные проекты, посвященные тематике нейропротезов. От поддержки государства и частных инвесторов во многом зависит то, как скоро в России удастся внедрить разработанные нейрореабилитационные подходы в лечебную практику.

Результаты исследования ученых опубликованы в статье Spatiotemporal neuromodulation therapies engaging muscle synergies improve motor control after spinal cord injury журнала Nature Medicine.