Люди с тяжелыми травмами спинного мозга в настоящее время не имеют шансов на выздоровление и остаются прикованными к инвалидным коляскам. Теперь все может измениться с новым лечением, которое стимулирует спинной мозг с помощью электрических импульсов. Есть надежда, что методика поможет пациентам с параличом нижних конечностей снова научиться ходить. С 3 по 5 июня исследователи Fraunhofer будут на выставке измерений Sensor + Test в Нюрнберге, чтобы продемонстрировать имплантируемые микроэлектродные сенсоры, которые они разработали в ходе доклинических разработок.
Томас Т. было всего 25 лет, когда серьезная авария на мотоцикле мгновенно изменила его жизнь. Врачи диагностировали у него параплегию после травмы спинного мозга в поясничной области. С тех пор молодой человек прикован к инвалидной коляске. Диагноз параплегии стал шоком, и только в течение месячного периода реабилитации Томас Т. смог смириться со своим состоянием. У таких пациентов, как он, в настоящее время нет шансов на выздоровление, поскольку до сих пор не существует эффективного курса лечения для улучшения двигательной функции среди лиц с тяжелыми формами инвалидности.
Теперь консорциум европейских исследовательских институтов и компаний хочет буквально поставить больных на ноги. В рамках проекта ЕС NEUWalk, получившего финансирование в размере около девяти миллионов евро, исследователи работают над новым методом лечения, предназначенным для восстановления двигательной функции у пациентов с тяжелыми травмами спинного мозга. Этот метод основан на электрической стимуляции нервных путей в спинном мозге. "В травмированной области нервные клетки были повреждены до такой степени, что они больше не получают полезную информацию от мозга, поэтому стимуляция должна осуществляться ниже этого уровня," объясняет доктор. Питер Депемпл, руководитель отдела в Майнцском филиале Института им. Фраунгофера (IMM) и координатор проекта NEUWalk. Для этого Депемпл и его команда разрабатывают гибкие, тонкие, как пластина, микроэлектроды, которые имплантируются в позвоночный канал спинного мозга. Эти многоканальные электроды стимулируют нервные пути электрическими импульсами, которые генерируются сопровождающими нейростимуляторами, управляемыми микропроцессором. "Различные электроды массива расположены вокруг нервных корешков, отвечающих за передвижение. Подавая серию импульсов, мы можем задействовать эти нервные корешки в правильном порядке, чтобы вызвать последовательность движений и поддержать двигательную функцию," говорит Detemple.
Исследователи из консорциума уже успешно провели испытания на крысах, у которых спинной мозг не был полностью перерезан. Помимо стимуляции спинного мозга, крысы прошли курс лечения и реабилитации. После этого животные смогли не только ходить, но и бегать, подниматься по лестнице и преодолевать препятствия. "Мы могли запускать определенные движения, подавая определенные последовательности импульсов на различные электроды, имплантированные в спинной мозг," говорит Detemple. Ученый-исследователь и его команда считают, что тот же подход может помочь людям снова ходить. "Мы надеемся, что сможем передать результаты наших испытаний на животных людям. Конечно, люди, получившие травмы спинного мозга, по-прежнему будут ограничены, когда дело доходит до спорта или ходьбы на длинные дистанции. Первым приоритетом является предоставление им определенного уровня независимости, чтобы они могли перемещаться по квартире и, например, заботиться о себе, или ходить на короткие расстояния, не нуждаясь в помощи," говорит Detemple.
Этим летом исследователи проекта NEUWalk намерены опробовать свою систему на двух пациентах. В этом случае пациенты не полностью страдают параличом нижних конечностей, что означает, что связь между мозгом и ногами все еще ограничена. В настоящее время ученые работают над имплантатами, специально подобранными для этого вмешательства. "Однако даже если оба испытания будут успешными, пройдет еще несколько лет, прежде чем система будет готова к выходу на общий рынок. Во-первых, метод должен пройти клинические испытания и продемонстрировать свою эффективность на более широкой группе пациентов," говорит Detemple.
Электрическая стимуляция спинного мозга для облегчения болезни Паркинсона
Пациенты с болезнью Паркинсона также могут получить пользу от нервных протезов. Наиболее известными симптомами заболевания являются дрожь, сильный мышечный тремор и короткая сутулая походка, которая сильно влияет на подвижность пациентов. До сих пор это нейродегенеративное заболевание в основном лечили агонистами дофамина – лекарствами, которые химически имитируют эффекты дофамина, но часто приводят к серьезным побочным эффектам при приеме в течение более длительного периода времени. Когда болезнь переходит в запущенную стадию, врачи часто обращаются к глубокой стимуляции мозга. Это включает в себя сложную операцию по имплантации электродов в определенные части мозга, чтобы нервные клетки в этой области можно было стимулировать или подавлять по мере необходимости. В проекте NEUWalk исследователи работают над моделированием электрического спинного мозга – в целом менее опасным вмешательством, которое, однако, должно облегчить симптомы болезни Паркинсона столь же эффективно. "Первоначальные испытания на животных дали очень многообещающие результаты," говорит Detemple.
Исследователи из Майнца будут на выставке измерений Sensor + Test 2014 в Нюрнберге, чтобы продемонстрировать свои нейронные протезы. К ним относятся имплантируемые микроэлектродные датчики, управляемые микропроцессорами, а также жесткие многоканальные датчики, которые можно использовать для регистрации электрофизиологических сигналов и стимуляции нервных структур.