Парализованный сжимает кулак

В сегодняшнем ретроспективном сообщении мы расскажем вам о том, что эпидуральная стимуляция спинного мозга помогла двоим людям с квадриплегией (параличом всех конечностей) улучшить осознанные движения рук.  Разработки в этой области ведутся уже несколько лет. Этот результат был опубликован в журнале Neurorehabilitation and Neural Repair.

Прорыв в развитии стимуляции спинного мозга произошел в 2013 году. В Швейцарии, в Федеральной Политехнической школе Лозанны, международная команда под руководством Грегуара Куртина (Gregoire Courtine) сумела вернуть двигательную активность крысе с поврежденным спинным мозгом. Ученые предположили, что при травмах спинного мозга сохраняется достаточно нейронов для функционирования, но они разобщены и как бы находятся в спячке. Цель — разбудить их.

В 2015 году в Science та же команда опубликовала статью о новом достижении. Ученые разработали имплант, осуществляющий стимуляцию спинного мозга. Имплант был назван e-dura, «электронная твердая мозговая оболочка». Это мягкий нейроимплант, обладающий свойствами твердой мозговой оболочки, который сочетает электрическую и химическую стимуляцию спинного мозга. Успех экспериментов омрачало лишь то, что движения оставались автоматическими, нецеленаправленными.

Эту задачу удалось решить ученым Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA). В июле 2015 года команда UCLA под руководством Реджи Эджертона (Reggie Edgerton) в Journal of Neurtrauma объявила об успешном опыте применения неинвазивной стимуляции спинного мозга, в результате которой парализованным ниже уровня груди пациентам впервые удалось вернуть осознанные движения ног.

В 2016 году ученые сообщили о новом успехе. Команда, возглавляемая  соавтором  Эджертона, Дэниэлом Лу (Daniel Lu) из того же UCLA, намеревалась проверить, может ли эпидуральная стимуляция восстановить силу и контроль движений в руках у людей с тетраплегией. Результаты были опубликованы в мае 2016 года.

Исследование включало двоих человек с тяжелыми травмами шейного отдела позвоночника. Оба были парализованы более 18 месяцев. Им имплантировали 16 электродов, охвативших место повреждения.

Стимулирующие электроды на рентгене

Участники эксперименты практиковали движения кистью, одновременно получая импульсы от устройства. Один из испытуемых тестировался ежедневно более 7 дней, другой- ежедневно в течение более 8 недель. Сила рук участников улучшилась после первой же сессии и постепенно возрастала. Контроль за движениями рук, включая раскрытие и сжатие кисти, также улучшился, причем результаты сохранялись даже в отсутствие стимуляции.

Оба испытуемых достигли значительных успехов в самообслуживании, кормлении, купании, возросла их мобильность. Один из участников смог самостоятельно держать чашку и пить из нее.

Такой подход был впервые применен для улучшения функции верхних конечностей у людей с тяжелыми травмами спинного мозга. Исследователи говорят о том, что стимуляция, возможно, влияет на глубинные связи спинного мозга, вновь пробуждая сети, “молчавшие” со времени повреждения. Связи начинают вновь “учиться” и реорганизовываться.

«В этом исследовании мы демонстрируем, что посредством шейной эпидуральной стимуляции функция кисти и верхней конечности может быть существенно улучшена, давая возможность участвовать в повседневной активности, ухаживать за собой и жить независимо»,  — говорит Лу.

«Даже относительно небольшие улучшения функции верхней конечности могут иметь огромное значение в качестве жизни пациента, который не может ничего схватить»,  — добавляет Эджертон, соавтор  последней статьи.

Команда планирует провести будущие исследования на большем количестве пациентов, чтобы оценить долгосрочную безопасность и оптимальные условия для испытаний этого направления.

XXI век ВОЗ назвала веком реабилитации, что полностью подтверждают современные исследователи. С развитием технологий новой методикой вполне может стать персонализированное нейропротезирование, которое не заменит утраченные функции больным со спинальными травмами, а поможет мозгу самостоятельно восстановиться.

Текст: Алексей Паевский

Engaging Cervical Spinal Cord Networks to Reenable Volitional Control of Hand Function in Tetraplegic Patients by Daniel C. Lu, V. Reggie Edgerton, Morteza Modaber, Nicholas AuYong, Erika Morikawa, Sharon Zdunowski, Melanie E. Sarino, Majid Sarrafzadeh, Marc R. Nuwer, Roland R. Roy, and Yury Gerasimenko  Neurorehabilitation and Neural Repair. Published online May 18 2016 doi:10.1177/1545968316644344