Разработан новый метод стимуляции для исследования травмы спинного мозга — Naked Science
6 минут
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.
Сегодня, 11:44
2 минуты
Илья Ведмеденко

Сегодня, в 13:15 (мск), NASA начнет трансляцию исторического события: первого полета вертолета Ingenuity, доставленного на Марс вместе с планетоходом Perseverance. Посмотреть трансляцию можно на нашем сайте.

Позавчера, 21:00
7 минут
Василий Парфенов

Уже этой осенью в путешествие отправится крупнейший из созданных человеком космических телескопов — JWST. Он не только сменит на «посту» стремительно устаревающего «Хаббла», но и существенно раздвинет границы нашего понимания Вселенной. Американские астрономы с помощью моделирования показали, насколько быстро этот научный инструмент сможет обнаружить биосигнатуры в атмосферах планет у других звезд.

8 часов назад
9 минут
Александр Березин

Судя по отсутствию человека на водительском сиденье, машиной управлял автопилот. В теории он отслеживает наличие человека за рулем и без него не едет. Но на практике человек всегда может обмануть компьютер. Неспособность компьютера контролировать человека в описываемом случае привела к печальным последствиям. Несмотря на это, по последним данным, автопилот Tesla снижает риск попасть в аварию в девять раз. Впрочем, с одним нюансом.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

16 апреля
8 минут
Александр Березин

Исследователь из Гарварда проанализировал вероятность полного оледенения всей поверхности — включая экватор — для планет земного типа. Оказалось, это частый сценарий. И он может быть причиной уничтожения всей сложной жизни. Работа показывает неожиданную уязвимость нашей планеты для такого хода событий. По расчетам, в последние 20 тысяч лет Земля прошла буквально в нескольких градусах от полного и постоянного оледенения, исключающего выживание крупных наземных многоклеточных.

Позавчера, 21:00
7 минут
Василий Парфенов

Уже этой осенью в путешествие отправится крупнейший из созданных человеком космических телескопов — JWST. Он не только сменит на «посту» стремительно устаревающего «Хаббла», но и существенно раздвинет границы нашего понимания Вселенной. Американские астрономы с помощью моделирования показали, насколько быстро этот научный инструмент сможет обнаружить биосигнатуры в атмосферах планет у других звезд.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

31 марта
51 минута
Александр Березин

Самый зловещий оружейный проект всех времен и народов — термоядерная торпеда, предназначенная для радиационного поражения огромных площадей и создания искусственного цунами. Никогда до этого ни одна страна даже не заявляла о намерении сделать нечто настолько опасное для живых существ. Поэтому российский проект «Посейдон», обещающий именно это, вызывает бурю эмоций. Однако тщательный технический анализ показывает: в реальности он будет совсем не таким, как об этом пишут в СМИ. Даже если он предназначен для радиационного поражения обширных площадей, оно не будет долгим. А уже через год «омытые» им районы будут абсолютно безопасны. Тем не менее новая система действительно изменит стратегический баланс на планете — но не так, как все думают. Попробуем разобраться в ситуации подробнее.

26 марта
12 минут
Василий Парфенов

Похоже, история с американскими военными и «неопознанными воздушными феноменами» только набирает обороты. Новое расследование раскрыло многократные встречи нескольких кораблей Военно-морского флота Соединенных Штатов с аномально ведущими себя летательными аппаратами. Причем происходило это вне пределов досягаемости для любого коммерческого дрона или иного известного компактного БПЛА.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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: