Визначено ключові нейрони для відновлення ходьби після травми спинного мозку

Швейцарські дослідники відкрили популяцію нейронів, які допомогли пацієнтам із травмою спинного мозку повернути здатність ходити після електростимуляції. Це нейрони SCⱽˢˣ²˸˸ᴴᵒˣᵃ¹⁰ поперекового відділу спинного мозку, які не залучені до ходьби у здорових, утім сприяють відновленню проходження електричних сигналів, потрібних для ходьби, після травми.

Якого результату досягли електростимуляцією спинного мозку?

На початку цього року група дослідників на чолі з нейронауковцями Лозаннського університету повернула здатність ходити, плавати та кататися на велосипеді трьом людям, нижню частину тіла яких паралізувало після травми спинного мозку. Їм це вдалося завдяки вдосконаленню технології електростимуляції пошкодженого спинного мозку, що її початково застосовували для полегшення хронічного болю. Вчені тоді визначили оптимальне розташування електродів та режим їхньої активації, щоб досягти найкращих результатів при різних видах діяльності, але так і не з'ясували, який біологічний механізм відповідальний за відновлення. Саме це вони досліджували у новій роботі.

Рекомендуємо долучатись до Neurology Thursday.

Що посприяло поверненню здатності ходити?

Успішність стимуляції досліджували з допомогою дев'яти добровольців із важким або повним паралічем нижніх кінцівок, яким імплантували електростимулятори. Протягом п'яти місяців учасники по 4-5 днів на тиждень мали сеанси фізичної реабілітації, під час яких тренувалися стояти, ходити та виконувати іншу діяльність.

Обстеження пацієнтів за допомогою позитрон-емісійної томографії показало, що після початку використання електростимулятора в учасників, всупереч очікуванням, знизилася активність нейронів поперекових сегментів спинного мозку. Вчені припустили, що це через ремоделювання спинного мозку, за якого відповідальність за ходьбу бере на себе окрема група нейронів. Її шукали за допомогою мишей із паралічем, яких лікували такою ж електростимуляцією, що й людей. Відтак їхні нейрони спинного мозку визначили до рівня субпопуляцій, секвенувавши їхні РНК, та побудували на основі цього атлас.

Ortho Trauma Friday повернеться у лютому!

Які нейрони відновили ходьбу?

Науковці визначили, що за відновлення рухливості відповідають нейрони SCⱽˢˣ²::ᴴᵒˣᵃ¹⁰, розташовані у поперековому відділі спинного мозку. При пригніченні активності цих клітин миші більше не повертали можливість ходити після електростимуляції, що вказує на їхню критичну роль для відновлення. Також, коли мишам активували SCⱽˢˣ²˸˸ᴴᵒˣᵃ¹⁰ не електричними сигналами, а хімічними, це призвело до схожого відновлення ходьби, як після електростимуляції. Водночас здоровим тваринам для ходьби ці клітини виявилися не важливими, оскільки їхнє блокування не завадило ходити.

Дослідники пояснюють роль SCⱽˢˣ²˸˸ᴴᵒˣᵃ¹⁰ унікальним розташуванням у спинному мозку. Клітини слугують свого роду посередниками, перетворюючи інформацію від локомоторних ділянок стовбура головного мозку у виконавчі команди для нейронів, які відповідають за ходьбу. Їхнє відкриття допоможе у розробленні нових способів повернення здатності ходити після травми спинного мозку. Однак вчені вважають, що існують і інші, критичні в реабілітації групи нейронів, які ще стануть відомими у майбутніх дослідженнях.

ДЖЕРЕЛО: https://nauka.ua/