Космос под ногами: спецпроект Naked Science о космонавтике и «трудной» нефти
Читать
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
02.04.2021
Институт физиологии Павлова
1 224

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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
27 января
Александр Березин

Игру 2013 года и выходящий с января 2023 года сериал по ней часто принимают за научную фантастику. То есть произведение, основанное на предположениях, не противоречащих науке. Однако вряд ли дело обстоит таким образом. Проблема в том, что создатели мира The Last of Us слишком некритично подошли как к научному фундаменту, на котором основан их мир постапокалипсиса, так и к тому, что думает наука о самой реальности «постапов». Naked Science пробует разобраться в деталях.

Позавчера, 16:24
Анна Новиковская

Сегодня популяции многих видов пчел в упадке, и британские исследователи предложили еще один способ спасти этих насекомых: превратить часть кирпичей в стенах домов в «мини-ульи».

3 часа назад
Сергей Васильев

Пару лет назад далекий магнетар вдруг резко замедлил свое вращение и начал испускать радиоволны. Американские астрофизики объяснили это внезапным появлением трещины, через которую с поверхности звезды начал бить мощный поток частиц.

Позавчера, 16:24
Анна Новиковская

Сегодня популяции многих видов пчел в упадке, и британские исследователи предложили еще один способ спасти этих насекомых: превратить часть кирпичей в стенах домов в «мини-ульи».

Позавчера, 11:09
Сергей Васильев

Венерины мухоловки регистрируют до пяти стимуляций чувствительных волосков, чтобы захлопнуть свою ловушку и начать переваривание. Но уникальный мутант Dyscalculia не может «считать» даже до двух. Ученые показали, что это связано с нарушением восприятия ионов кальция.

27 января
Александр Березин

Игру 2013 года и выходящий с января 2023 года сериал по ней часто принимают за научную фантастику. То есть произведение, основанное на предположениях, не противоречащих науке. Однако вряд ли дело обстоит таким образом. Проблема в том, что создатели мира The Last of Us слишком некритично подошли как к научному фундаменту, на котором основан их мир постапокалипсиса, так и к тому, что думает наука о самой реальности «постапов». Naked Science пробует разобраться в деталях.

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

5 января
Александра Медведева

Биологи показали, что нейронные сети гиппокампа, ответственные за пространственное восприятие, изменяются не линейным образом, а в соответствии с гиперболической геометрией. То есть мозг представляет пространство в форме расширяющихся песочных часов. Результаты исследования могут иметь значение для лучшего понимания различных нейродегенеративных расстройств.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: