Разработан новый метод стимуляции для исследования травмы спинного мозга — Naked Science
Институт физиологии Павлова

Разработан новый метод стимуляции для исследования травмы спинного мозга

4.8

Коллектив ученых из Института физиологии имени И. П. Павлова совместно с коллегами из Санкт-Петербургского государственного университета разработал новый подход для стимуляции спинного мозга при помощи электрода, зафиксированного в костной ткани позвонков. Исследование показало зависимость ответов различных мышц от позвонка, в котором располагается стимулирующий электрод. Метод позволяет более подробно исследовать на животных многие аспекты малоинвазивной стимуляции спинного мозга, применяемой в клинической практике на людях. Результаты могут быть использованы для терапии заболеваний, сопровождающихся нарушением функций спинного мозга и атрофией мышц.

Разработан новый метод стимуляции для исследования травмы спинного мозга / ©Getty images

Работа опубликована в журнале Frontiers in Systems Neuroscience. Ученым-физиологам известно, с какими участками спинного мозга связаны различные мышцы и как можно вызвать в них ответы. Используя метод трансвертебральной (чрескостной) стимуляции, где электрод закрепляется в позвонках, российские ученые впервые подробно исследовали, как зависят сокращения различных мышц от позвонка, в котором располагается стимулирующий электрод. Результаты исследования могут помочь разработке более избирательной стимуляции, которая будет нацелена на более точную, чем в существующих методах, активацию групп мышц.

«Целью данной работы было изучить избирательность активации мышц при стимуляции электродом, расположенным в позвонке над нижне-грудным или пояснично-крестцовым отделом спинного мозга», — объясняет  один из авторов статьи, кандидат технических наук, сотрудник лаборатории физиологии движений Всеволод Ляховецкий. 

Рисунок 1. Схема эксперимента / ©Пресс-служба Института физиологии имени И. П. Павлова

В работе проведено детальное тестирование стимуляции грудных (VT12 – VT13), поясничных (VL1 – VL6) и крестцовых (VS1) позвонков на восьми лабораторных крысах. Регистрирующие электроды имплантировали в мышцы спины, хвоста и задней конечности (рисунок 1). Ученые картировали десять мышц туловища и задних конечностей, участвующих в движении, и получили специфичный ответ мышц в зависимости от стимулируемого позвонка.

Относительный наклон кривых рекрутирования при (А) трансвертебральной стимуляции зон VT12, VL2 и VL6 и (Б) чрескожной стимуляции зон VT12 – VT13, VL2 – VL3 и VL6 – VS1 в процентах от максимального наклона / ©Пресс-служба Института физиологии имени И. П. Павлова

Результаты, полученные при трансвертебральной стимуляции, были сопоставлены с результатами чрескожной стимуляции (рисунок 2). Такая стимуляция часто используется в исследованиях на здоровых людях, а также эффективно и широко применяется в клинической практике для нейрореабилитации пациентов,  перенесших травму спинного мозга. Однако для дальнейшего развития метода чрескожной стимуляции необходимы подходящие животные модели. Предложенный в работе подход для внутрикостной имплантации электродов в позвонки позволяет быстро и стабильно зафиксировать электроды относительно позвоночника и спинного мозга, что особенно важно при работе с животными.

При этом трансвертебральная стимуляция обладает специфичностью и эффективностью, сопоставимой с накожной. Однако хроническая трансвертебральная стимуляция по-прежнему — экспериментальная методика, значительно отличающаяся от клинических протоколов, и требует дальнейшего изучения.

Автор текста: Ирина Понедельник

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Институт физиологии им. И. П. Павлова РАН — один из институтов Отделения биологических наук Российской академии наук. Институт ведет фундаментальные и прикладные исследования, направленные на раскрытие механизмов высшей нервной деятельности, функционирования сенсорных и висцеральных систем организма.
Вчера, 14:06
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

Позавчера, 21:44
Василий Парфенов

Винтокрылый дрон Ingenuity продолжает демонстрировать свою исключительную пользу в качестве инструмента для изучения Марса. Он совершил уже десятый полет, преодолев в сумме 1838 метров, а также разогнался до рекордной скорости и поднялся на впечатляющую высоту.

Вчера, 15:26
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: