Паралич побеждён: помог искусственный спинной мозг

В 2017 году Мишель Роккати попал в мотоциклетную аварию, в результате которой нижняя часть его тела была полностью парализована. В 2020 году он снова начал ходить благодаря новому революционному спинномозговому имплантату.

Имплантат посылает электрические импульсы в мышцы, имитируя работу мозга, и однажды сможет помочь людям с тяжёлыми травмами позвоночника стоять, ходить и даже заниматься спортом.

Эта разработка основана на длительном исследовании использования электрических импульсов для улучшения качества жизни людей с травмами спинного мозга.

«Это был очень эмоциональный опыт», – вспоминает Роккати момент, когда он сделал первый шаг после аварии.

Он был одним из трёх пациентов, участвовавших в исследовании. Все они потеряли чувствительность нижней части тела после несчастных случаев.

Но все трое смогли двигаться вскоре после установки шестисантиметрового имплантата и точной настройки его импульсов. Однако о возвращении чувствительности парализованных конечностей пока в исследовании речи не идёт.

«Нашим прорывом здесь являются более длинные и широкие имплантированные отведения с электродами, расположенными таким образом, чтобы они точно соответствовали корешкам спинномозговых нервов, и благодаря этой новой технологии мы смогли получить доступ к большему количеству мышц», – отметила соавтор работы Джоселин Блох (Jocelyne Bloch), нейрохирург из Университетской больницы Лозанны.

Эти первоначальные шаги потребовали значительных усилий со стороны исследователей и пациентов. Участники исследования делали свои первые шаги с помощью костылей, для чего требовалась немалая сила верхней части тела (рук и плеч).

Но пациенты смогли немедленно начать реабилитацию, и уже через четыре месяца Роккати мог ходить, опираясь только на ходунки для равновесия.

Теперь Роккати может провести целых два часа на ногах — сегодня он проходит без остановки почти километр. Чудеса случаются, но не сразу, напоминают авторы работы.

Итальянец рассказал, что благодаря имплантату он может принять душ, выпить напиток, стоя у барной стойки, и общаться с клиентами, глядя им прямо в глаза — не из инвалидного кресла, как раньше.

Он и другие участники испытания также могли подниматься по лестнице, плавать и управлять каноэ.

Электрическая стимуляция имплантата запускается с помощью компьютера, который пациент носит на своём теле.

Двое пациентов также теперь могут слегка активировать свои мышцы без искусственной электрической стимуляции, но лишь в минимальной степени.

Все трое участников исследования получили травмы как минимум за год до начала восстановления при помощи имплантата. Профессор Блох рассказала, что теперь команда надеется опробовать технологию на людях, попавших в аварию менее года назад.

Учёные считают, что реабилитационный эффект их разработки будет сильнее, если приступить к восстановлению как можно раньше.

Однако у этой идеи есть некоторые ограничения. На раннем этапе восстановления физические способности пациента всё ещё подвержены естественным изменениям, что затрудняет определение их исходного уровня для измерения прогресса. А продолжающееся лечение и боль могут препятствовать реабилитации.

Пока имплантаты подходят только для пациентов с травмой, расположенной выше нижней трети грудного отдела позвоночника (от основания шеи до живота), потому что для установки имплантата требуется шесть сантиметров здорового спинного мозга.

Исследователи также продемонстрировали, что имплантат может регулировать низкое кровяное давление у пациентов с травмой спинного мозга, и планируют вскоре опубликовать исследование его использования при тяжёлой болезни Паркинсона.

Команда предупредила, что ей предстоит проделать ещё большую работу, прежде чем имплантат станет доступным для лечения вне клинических испытаний. Однако нынешний прогресс дарит надежду на то, что люди даже с тяжёлыми травмами смогут восстановить хотя бы часть двигательных функций.

В дальнейшем авторы работы планируют уменьшить активирующий имплантат компьютер, чтобы его тоже можно было имплантировать пациентам и управлять им с помощью смартфона.

Ожидается, что это станет возможным уже в 2022 году. Учёные планируют приступить к крупномасштабным испытаниям с участием 50-100 пациентов сначала в США, а затем и в Европе.

Описание революционной разработки можно найти в статье, опубликованной в авторитетном научном издании Nature Medicine.

В то же самое время учёные из Израиля представили результаты своей работы по восстановлению функций спинного мозга, которые также дают тысячам парализованных людей надежду вновь встать на ноги.

Исследователи из Центра регенеративной биотехнологии Сагол при Тель-Авивском университете впервые создали трёхмерные образцы ткани спинного мозга человека и имплантировали их в организм лабораторных мышей с длительным параличом.

Результаты оказались очень обнадёживающими: около 80% мышей успешно восстановили способность ходить.

Инновационная технология основана на взятии у пациента биопсии жировой ткани из живота. Эта ткань, как и все ткани в нашем организме, состоит из клеток и внеклеточного матрикса (включающего такие вещества, как коллагены и сахара).

После отделения клеток от внеклеточного матрикса учёные перепрограммировали клетки с помощью генной инженерии, сделав их похожими на эмбриональные стволовые клетки, способные стать клетками любого типа в организме. А из внеклеточного матрикса исследователи создали персонализированный гидрогель, не вызывающий иммунного ответа и отторжения после имплантации.

Затем стволовые клетки ввели в гидрогель, и в процессе, имитирующем эмбриональное развитие спинного мозга, превратили клетки в трёхмерные имплантаты нервной ткани, содержащей двигательные нейроны.

Сейчас учёные готовятся к следующему этапу исследования: клиническим испытаниям новинки на людях. Они надеются, что через несколько лет искусственные ткани будут имплантированы парализованным людям, что позволит им снова встать на ноги и начать ходить.

Результаты впечатляющей работы израильских учёных были опубликованы в издании Advanced Science.

Ранее мы писали о том, как терапия стволовыми клетками вернула подвижность 13 частично парализованным людям. Рассказывали мы и о том, как учёные вырастили мини-версию мозга, впоследствии образовавшую структуры наподобие глаз, способные видеть свет.

Больше впечатляющих новостей из мира науки и медицины вы найдёте в разделах «Наука» и «Медицина» на медиаплатформе «Смотрим».