24 октября 2020, суббота, 07:21
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Встань и иди

Макак-резус
Макак-резус

Швейцарские ученые смогли вернуть способность ходить обезьянам с повреждениями спинного мозга. Правда, пока обезьяны могут ходить только по беговой дорожке. Для этого ученые использовали электронную беспроводную систему, передающую сигналы из головного мозга в нижние отделы спинного мозга в обход поврежденного участка.

Глава группы, Грегуар Куртен (Grégoire Courtine), все время, пока длились исследования, был вынужден летать из Швейцарии в Китай и обратно. Дело в том, что получить разрешение проводить эксперименты на животных в Западной Европе и США гораздо сложнее, чем в Китае. И чем выше животное стоит на эволюционной лестнице, тем сложнее. Однако после того как ученые достигли успеха в Китае и опубликовали свои результаты в журнале Nature, им удалось получить разрешение на аналогичные эксперименты в Европе, и им выделили пять обезьян.

Паралич нижней части тела (ниже места повреждения) при травмах спинного мозга возникает из-за того, что электрические сигналы от головного мозга физически не могут преодолеть место разрыва. При этом головной мозг не теряет способности генерировать такие сигналы (это могло бы произойти, например, при инсульте), а мышцы не теряют способности сокращаться (как это могло бы возникнуть, например, при миодистрофии).  Повреждения такого рода кажутся относительно легко устранимыми, поэтому область исследований быстро развивается и в ней уже достигнуты определенные успехи.

Предложенное исследователями устройство состоит из трех элементов: микрочипа, имплантируемого в головной мозг, генератора электрических импульсов, имплантируемого в поясничный отдел спинного места ниже места повреждения, и преобразователя.

Илл.: A. Jackson/Nature

Сигнал от управляющей движением области головного мозга нельзя передать в нижнюю часть спинного мозга напрямую – соответствующие паттерны активности в головном мозге очень сложны и задействуют множество нейронов. Поэтому в цепь между головным мозгом и поясничным отделом спинного включен компьютерный преобразователь, и это самое тонкое место исследования. Дело в том, что схемы для преобразования активности головного мозга в мышечную активность индивидуальны и для каждого животного получались до повреждения спинного мозга.  Фактически, потом преобразователь просто узнавал паттерн мозговой активности и воспроизводит соответствующий паттерн в поясничном отделе. Очевидно, что для терапии пострадавших людей это невозможно: никто не может знать заранее, получит ли он травму.  Но именно такие индивидуальные схемы помогали подопытным обезьянам удерживать долгое время свой собственный вес и сохранить более-менее естественную походку.

Другое относительно слабое место, которое со временем, возможно, будет устранено, заключается в том, что для нормальной ходьбы важны не только сигналы, посылаемые к ногам от головного мозга, но и сигналы, идущие в обратном направлении: от ног к головному мозгу. Но пока сигналы идут только в одну сторону, обезьяны ходят только по ровной и гладкой беговой дорожке.

Больше успехов пока было достигнуто в конструировании подобных систем для управления руками, чем ногами. Парализованные люди благодаря им могли управлять роботизированной рукой или собственными руками налить себе воды в стакан и поиграть в видеоигру. Также, например, в одной работе описано возвращение тактильного восприятия к парализованному человеку. На первый взгляд это кажется удивительным, потому что мозговые сигналы, управляющие движениями рук, как и сами движения, намного сложнее, чем сигналы, управляющие ногами и движения ног. Правда, однако, заключается в том, и на это указывает сам автор исследования, что в экспериментах с руками подойдет любой, даже небольшой успех, а для успеха экспериментов с ногами непременно надо, чтобы больной начал ходить, а не только шевелить пальцами.

В лозаннской больнице уже начались клинические испытания слегка упрощенного устройства на людях. Им имплантировали генераторы электрических импульсов в нижнюю часть спинного мозга, но пришлось обойтись без имплантации электронных чипов в мозг, так что процесс управляется извне. Скорее всего, для того, чтобы удерживать свой собственный вес, ходящему на двух ногах человеку в отличие от четвероногой обезьяны понадобится еще и экзоскелет.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ МФТИ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биоинформатика биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты клад климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеоклиматология палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Алексей Ананьев Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад Солнечная система альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология культурные растения междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество Европейская южная обсерватория жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.