Вчені відновили моторні функції паралізованою мавпи

Вчені вперше використали нейронний імплантатдля відновлення рухових здібностей у паралізованих приматів. До реальної можливості проведення клінічних випробувань на людях може знадобитися ще кілька років, однак останні успіхи свідчать про важливий крок у розвитку цього напрямку.

Опублікована недавно в науковому журналі Naturteстаття описує новий нейропротезний інтерфейс, який виступає в ролі містка між головним і спинним мозком і діючий в обхід наявного ушкодження. Система, що отримала назву «спинномозкової інтерфейс», дозволила відновити моторні функції правих лап двох макак-резус. Імплантат був розроблений нейровченим Грегоаром Куртін і його колегами з Швейцарської вищої технічної школи Лозанни за підтримки вчених з Університету Бордо, компанії Motac Neuroscience і Університетської лікарні Лозанни (CHUV).

З 2012 року Куртін працював над проектом«Пробудження» пошкоджених спинних нейронних зв'язків у паралізованих лабораторних мишей і відновлення у них моторних функцій, що дозволяють гризунам знову ходити, бігати і долати перешкоди. Тоді використовувалися спеціальні хімічні речовини. В описуваному сьогодні експерименті команда Куртін вирішила вибрати інший підхід і використовувати в місцях пошкоджень мозкові імплантати. Для науки це виявився перший випадок використання нейропротез для відновлення моторних функцій у приматів. І команда вчених дуже оптимістично дивиться на можливість адаптації системи для проведення клінічних випробувань на людях.

Параліч, як правило, викликається розривом зв'язку впередачі мозкових сигналів від моторного кортекса (частини мозку, що відповідає за рух) і спинного мозку. Коли відбувається розрив, відправлені сигнали не досягають нейронів, що відповідають за м'язову активність. На жаль, нейронні зв'язки в спинному мозку не мають властивості самостійного відновлення після травми. Вчені вже багато років б'ються над розробкою ефективних фармакологічних і регенеративних методик відновлення після таких ушкоджень, але особливих успіхів в цій сфері так і не було досягнуто. Згідно зі статистикою Всесвітньої організації охорони здоров'я, щорічно від 250 000 до 500 000 чоловік по всьому світу отримують травми спинного мозку, тому питання пошуку ефективних методів лікування і відновлення є критично важливим аспектом для сучасної медицини.

Спинномозкової імплантат, в свою чергу,дозволяє обійти пошкоджене з'єднання спинного і головного мозку за допомогою сучасних бездротових технологій. У проведеному вченими експерименті нейропротезное пристрій було імплантовано в мозок мавпи. Пристрій приймає сигнали, що подаються моторним кортексом, обробляє їх і передає їх в спинний мозок за допомогою імплантованих в нього електродів. Електричний розряд всього в кілька вольт, поданих в правильну область, активує роботу м'язів ніг. В результаті всього через шість днів після отримання травми спинного мозку мавпам повернули можливість ходити. При цьому наголошується, що здатності знову ходити і вести свій звичайний спосіб життя вдалося домогтися без використання численних проводів. Мали до цього часткові пошкодження спинного мозку примати повністю відновили свої мобільні функції через три місяці з початку експерименту.

«Як тільки активувався спинномозкової інтерфейс, мавпи відразу ж отримували можливість повноцінно рухатися», - говорить співавтор дослідження Ірван Безард з Університету Бордо.

</ P>

«Ніякої фізіотерапії або тренувань не проводилося, так як в них не було потреби».

Вчені висловлюють надію на те, що розроблененими пристрій зможе вирішувати проблеми і при більш серйозних пошкодженнях спинного мозку. На думку Ендрю Джексона з Ньюкаслського університету, це стане можливим за допомогою інших допоміжних засобів на кшталт хімічної та електричної стимуляції. Подібна система в майбутньому в якості бази буде покладатися на одну з основних особливостей мозку - пластичність. Міжнейронних зв'язок стає міцнішим при одночасній активності нейронів по обидва боки цього ланцюга. Цілком можливо, що пристрій зможе зміцнити ці нейронні зв'язки, що в позитивну сторону позначиться на подальшій реабілітації.

На думку дослідників, аналогічна системастимуляції може використовуватися в людських випадках, але потребує проведення додаткових досліджень в питаннях, пов'язаних з балансом, дрібною моторикою і особливостями подолання перешкод, тобто моторних функцій, які в першорядної ролі не розглядалися в нинішньому дослідженні. До гідності нового методу слід віднести те, що багато компонентів, що використовуються при створенні спинномозкового інтерфейсу, вже були схвалені для використання на людях. Якщо все вийде, то клінічні випробування можуть початися вже через кілька років.

«Завдяки цьому імплантату я вперше можууявити, що паралізований пацієнт зможе повернути собі втрачену можливість використання своїх кінцівок », - каже Джойслін Блох, провідний нейрохірург в даному дослідженні.

Важливо також відзначити, що Куртін і його колегисвідомо частково пошкодили канал спинного мозку у двох мавп, що викликало параліч задніх правих лап у обох. З огляду на той тиск, який часто доводиться відчувати вченим, які проводять такі експерименти з боку захисників тварин в більшості країн, дослідникам довелося проводити свою роботу в Китаї.

«Використання приматів в нейронаучнихекспериментах як і раніше залишається серйозною темою для обговорення. Численні групи із захисту прав тварин роблять активні спроби накласти заборону на проведення подібних експериментів як в США, так і в Європі. Тому цілком очевидно, що вченим, які брали участь в цьому експерименті і спочатку базувався в Європі, довелося б зіткнутися з перешкодами з боку Європейського Союзу, чиї принципи стоять на шляху проведення цих експериментів. З цієї причини учені змушені були проводити свої дослідження в Китаї. Грегоар Куртін, керівник цих досліджень, відзначає, що це є далеко не ідеальним рішенням. Подібні експерименти дуже складно проводити і за кордоном. Відкритими залишаються питання браку часу, енергії і ресурсів ».

Експерти сходяться на думці про необхідністьвпровадження більш етичних стандартів використання тварин в якості наукових експериментів в Азії. Багато хто погоджується з тим, що науці необхідно відійти від прикладів використовувати приматів в подібних практиках. І замість того, щоб їхати і проводити експерименти над тваринами в інших країнах, де закони більш лояльні по відношенню до подібних науковим підходам, необхідно розробити альтернативні способи перевірок нових теорій, систем і практик. Прикладом можуть послужити комп'ютерні моделі або ж добровольці. Цілком можливо, деякі страждають паралічем люди будуть самі готові прийняти можливість взяти участь в подібних дослідженнях, незважаючи на всі пов'язані з цим ризики.