Травмы позвоночника: новая технология электростимуляции для более эффективного подхода

By Вадим Вайтишин No comments

Травмы позвоночника: новая технология электростимуляции для более эффективного подхода
                Кредит: SISSA

Доставка разнородного электрического сообщения к различным волокнам поврежденного спинного мозга с помощью новой технологии, способной доставлять его целенаправленно и независимо — каков результат? Большая эффективность в восстановлении контроля произвольных движений конечностей в случае серьезного повреждения спинного мозга. На этом сосредоточено исследование, только что опубликованное в Brain Stimulation. Приняв совершенно новый подход, исследование предлагает значительный вклад в области электростимуляции для восстановления двигательной функции, область, представляющая большой интерес для возможных будущих клинических применений. Хотя шаги в этой области уже были выдающимися, с проведением первых клинических испытаний, многое еще предстоит сделать.
                                                                                       

Решение, разработанное международной командой под руководством Джулиано Таккола из SISSA в сотрудничестве с Калифорнийским университетом, Лос-Анджелесом и Лидским университетом, содержит важные элементы инноваций, которые могут повысить эффективность нейрореабилитации, расширяя возможности лечения для большего числа лиц. Среди нововведений, представленных в исследовании, следует упомянуть более конкретный и эффективный импульс, потенциальные трансляционные перспективы как в лечении, так и в диагностике травм позвоночника, и, наконец, возможность применять методику не только при хронических ситуации, но и в острых. Обнадеживающие результаты, полученные в исследовании, финансируемом проектом European Horizon 2020 «EPI nanoSTIM», могут вскоре поддержать клиническое испытание.

Электростимуляция для восстановления утраченной функциональности

«Электрическая стимуляция пуповины, позволяющая людям с травмой позвоночника восстановить функциональность конечностей, — это метод, которому уделяется все больше внимания в последние годы благодаря некоторым большим достижениям», — объясняет Джулиано Таккола, ведущий автор исследования. Как работают эти системы? «Это не было полностью выяснено. Однако мы знаем, что в случае травмы спинного мозга, когда мозг посылает сигнал движения, физиологический стимул теряется на уровне травмы. При нашем подходе стимулирующее устройство располагается на поврежденный спинной мозг делает поврежденный спинной мозг более восприимчивым даже к слабым входящим сообщениям от мозга. Таким образом, создается своего рода подкрепление для передачи сигналов, которые, таким образом, могут продолжаться за пределами места повреждения и достигать конечностей «.

Протоколы стимулирования, тем не менее, были одинаковыми в течение 30 лет: «Выявление более эффективных было главной целью этого исследования». Ученый продолжает: «Мое участие в исследовании было поддержано трехлетним стажировкой в ​​рамках European Marie Sklodowska Curie Actions, и я использовал международное сотрудничество, в котором участвовали команды профессоров Вентай Лю и Реджи Эджертон из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Роналду Ичиама в университете Лидс. » Они предоставили уникальную и базовую технологическую и инструментальную поддержку. «Основы этого исследования, однако, были заложены в моем первоначальном исследовании in vitro, проведенном в Лаборатории прикладной нейрофизиологии SISSA, которая была открыта 10 лет назад в Удине в сотрудничестве с местным Институтом физической медицины и реабилитации. успешное продвижение, которое подтверждает ключевую роль фундаментальных исследований в предложении идей и решений на будущее. «

Новый мультиэлектрод для стимуляции шнура в разных точках

«В основе этого подхода, — объясняет Таккола, — лежит многоэлектродный интерфейс, изначально разработанный биоинженерами из Калифорнийского университета, который применяется к спинному мозгу. Когда мы активируем моторную кору головного мозга В мозге со слабым внешним стимулом включается стимулирующий интерфейс, демонстрирующий высокоинновационное функционирование, которое усиливает сигнал от мозга, который теперь способен активировать мышцы нижней конечности. Мой вклад в совершенствование этой технологии заключался в одновременном использовании каждого электрода устройство для доставки различных целенаправленных стимулов в различные области спинного мозга «. Но есть еще кое-что, объясняет Таккола, «потому что, помимо предоставления стимула, в моих экспериментах мы доказали, что электроды этого интерфейса могут также эффективно регистрировать активность спинномозговых нейронов. Это может оказаться чрезвычайно полезным в диагностике, чтобы оценить остаточную активность шнура после травмы. «

Не все стимулы одинаковы

В дополнение к технологии, новое исследование приводит к еще одному нововведению: «Стимулы, используемые в настоящее время, стереотипны, а именно все те же, поскольку в импульсе нет изменчивости, которая, с другой стороны, является именно тем, что мы изменилось в нашей работе. Наш стимул меняется в любой точке как по амплитуде, так и по частоте, непрерывно принося разные импульсы в каждую область пуповины. Мы обнаружили, что переменные импульсы работают лучше, потому что, по нашей гипотезе, стимулируя большую площадь шнур, мы можем предоставить каждому волокну именно то сообщение, в котором оно нуждается «.

Джулиано Таккола продолжает: «Наш подход доказал свою эффективность не только в хронических, но и в острых ситуациях, и это также является новинкой. Кроме того, место, где находится устройство, было тщательно изучено и оценено. В частности, наш интерфейс пересекает участок поражения, чтобы соединить часть спинного мозга над повреждением с повреждением ниже. Эта точная локализация устройства может поддерживать механизмы восстановления в поврежденных нервных волокнах. «

Учитывая многие многообещающие результаты исследования, следующим шагом ученых станет перевод этих результатов из доклинических исследований, необходимых для определения методики, людям с травмой позвоночника.

Добавить комментарий