Свежие комментарии

  • Ангел Смерти
    С этого эксперимента началась целая ветка психологии.На 365 Дней Запеч...

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 247: определены нейроны, отвечающие за восстановление движений после паралича

В рамках многолетней исследовательской программы проекта NeuroRestore ученым удалось определитьсемейство нейронов, которые делают терапию эпидуральной электрической стимуляции эффективной для восстановления двигательной функции у пациентов с травмой спинного мозга. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

alt

Credits: Kathe et. al. / Nature 2022


Свободное передвижение человека обеспечивается за счет координированной работы головного и спинного мозга. Головной мозг по нисходящим путям посылает команды к отделам спинного мозга и, в частности, к нейронам поясничного отдела, которые отвечают за ходьбу. К сожалению, некоторые серьезные травмы позвоночника и повреждения спинного мозга способны разрушить эту организованную коммуникационную систему. Даже если нейроны поясничного отдела непосредственно не повреждаются во время травмы, нарушение целостности супраспинальных проводящих путей делает систему передвижения нефункциональной. Как следствие – у человека наступает паралич нижних конечностей. 

Тем не менее нейроны поясничного отдела спинного мозга сохраняют способность к активации и генерации скоординированных ритмических двигательных импульсов. Исследования показывают, что эпидуральная стимуляция спинного мозга (ЭССМ) за счет поставки электрических импульсов через вживленные в тело пациента электроды способна реактивировать нефункционирующие нейроны. Это позволяет людям с параличом вновь ходить. Однако биологические принципы, с помощью которых ЭССМ задействует и реконструирует нейроны поясничного отдела, остаются неизвестными. 

Чтобы получить ответ на этот вопрос, международная команда исследователей на мышах смоделировала травму, приводящую к параличу. При этом они создали специальную конструкцию, которая поддерживает тело мыши во время ходьбы и производит стимуляцию спинного мозга. 

Для определения того, как и какие нейроны у мышей отвечают на стимуляцию, исследователи впервые визуализировали активность спинного мозга во время ходьбы и обнаружили, что в процессе ЭССМ активность нейронов при ходьбе снизилась. Ученые предположили, что это произошло из-за избирательной активности нейронов, направленной на восстановление двигательной функции. 

Чтобы проверить эту гипотезу, они создали первую высокоточную 3D-молекулярную карту спинного мозга, основанную на экспрессии генов и расположении нейронов в спинном мозге. Эта карта позволила им детально наблюдать за процессом восстановления. 

Благодаря ей ученые обнаружили, что в ответ на ЭССМ активируется особое семейство нейронов, названное SCVsx2:Hoxa10, так как они экспрессируют маркеры Vsx2 и Hoxa10. При этом экспрессия этих генов больше всего менялась именно во время электростимуляции. 

Но действительно ли именно SCVsx2:Hoxa10 важны для восстановления двигательной активности через ЭССМ? Для дополнительной проверки исследователи добавили к имплантатам мышей светодиоды, которые позволили системе посредством оптогенетики деактивировать только эти нейроны. 

В результате из-за подавления активности SCVsx2:Hoxa10 мыши с травмой спинного мозга сразу переставали ходить, но на здоровых мышах отключение этих нейронов не привело к каким-либо изменениям. Это означает, что SCVsx2:Hoxa10 не участвуют в двигательной активности у здоровых субъектов, но они необходимы и достаточны для того, чтобы терапия ЭССМ была эффективной и приводила к нейронной реорганизации.

Отмечая важность проделанной работы, стоит отметить, что работа открывает путь к более целенаправленному лечению парализованных пациентов. Теперь, вероятно, появится возможность для манипулирования этими нейронами в целях регенерации спинного мозга.

ТекстАнна Удоратина

The neurons that restore walking after paralysis by Claudia Kathe et al. Nature. Published: November 2022. https://doi.org/10.1038/s41586-022-05385-7

https://doi.org/10.1038/s41586-022-05385-7

Adblock test (Why?)

Ссылка на первоисточник

Картина дня

наверх