Открытие, ставшее сенсацией

Открытием мирового уровня, по сути – научным прорывом, – признано создание уникального метода нейрореабилитации двигательных функций у пациентов с параличом нижних конечностей, который был разработан сотрудниками лаборатории физиологических движений Института физиологии им. И.П. Павлова РАН под руководством доктора биологических наук, профессора Юрия Герасименко. Методика основана на активации нейронной сети в спинном мозге с помощью электрических импульсов специальной формы.

В преддверии Дня российской науки мы встретились с профессором Ю.П. Герасименко и попросили его ответить на несколько вопросов.

– Юрий Петрович, история знает немало случайных открытий, но большинство все-таки является результатом длительных фундаментальных исследований. Что предшествовало созданию вашего метода нейрореабилитации?

– Сама идея родилась, когда электростимуляторы использовали для подавления сильной хронической боли у пациентов, которым фармакологические препараты не помогали. Проводя серию повторяющихся опытов, мы заметили удивительный «побочный эффект», исследование которого позволило установить связь между электростимуляцией спинного мозга и восстановлением локомоторной функции, то есть способности к движению.

Долгое время считалось, что спинной мозг – это только канал передачи информации. Своеобразный кабель, по которому проходят сигналы из головного мозга. И при его повреждении шансов на восстановление практически нет.

Нам удалось доказать, что это не так – даже при очень серьезной травме какая-то часть нервных волокон остается нетронутой. Мы поставили перед собой цель «научить» эти волокна передавать нужную информацию, даже если прежде они не были задействованы в процессе движения.

Наша лаборатория начала заниматься исследованиями спинальных механизмов регуляции двигательных функций более двадцати лет назад. Работа велась в сотрудничестве с коллегами из Великолукской государственной академии физической культуры и спорта и Института медико-биологических проблем РАН, а также американскими учеными. В результате мы впервые показали, что у человека, как и у животных, в спинном мозгу существует нейронная сеть, названная генератором шагательных движений. С помощью электростимуляции нервные клетки активируют эти сети ниже поврежденного участка.

Вначале эту технологию опробовали на кошках. В институте даже появился тренажер с неофициальным названием — котоход. Животное с полным параличом спинного мозга ежедневно тренировали в таком котоходе, в результате чего у кошки частично восстанавливались двигательные функции.

Подобные опыты проводились с крысами и также были вполне успешны. Так многолетние исследования начали постепенно оформляться в методику. После опыта с человекообразной обезьяной было принято решение предложить метод нейрореабилитации добровольцам из числа Homo sapiens. Исследования проводились на людях с тяжелыми травмами спинного мозга – им имплантировали матрицу с электродами и стимулировали различные отделы мозга, что позволило искусственно вызывать шагательные движения.

Примерно через 10 лет методику стимуляции усовершенствовали – пациентам-добровольцам стали имплантировать матрицу из 15 электродов. Идущими от них слабыми сигналами с частотой 25 герц ученые надеялись заменить «мысленные команды», активировав в спинном мозге участки, которые отвечают за работу мышц ног. В результате обреченные на вечную неподвижность пациенты смогли не только встать на ноги, но и научились самостоятельно управлять своим телом.

– Осенью прошлого года мир облетела сенсация – благодаря методу нейрореабилитации, основанному на разработках сотрудников Института физиологии им. И.П. Павлова РАН, ученым и медикам удалось поставить на ноги человека, прикованного к инвалидному креслу после сложного перелома позвоночника. Как возвращают радость движения тем, кто долгие годы был заперт в собственном теле?

– Действительно, в высокорейтинговом журнале Nature Medicine мы опубликовали статью, в которой впервые показали, что ежедневные двигательные тренировки пациента при электрической стимуляции спинного мозга в течение 44 недель привели к тому, что парализованный пациент смог передвигаться самостоятельно с использованием специальных ходунков. Исследования проводились на базе американского медицинского научного центра «Клиника Мэйо».

Речь шла о 29-­летнем американце Джераде Чиноке, получившем травму после аварии на снегоходе. Ему имплантировали специальную электродную матрицу в поясничный отдел спинного мозга. Именно в ту область, которая отвечает за движение. А в брюшную полость поместили стимулятор. Стимулятор подавал электрические импульсы, которые, с одной стороны, запускали парализованные нижние конечности, с другой – «эхом» уходили в головной мозг. Одновременно тренеры помогали передвигать ноги.

Шаг за шагом головной мозг заново учился управлять телом.

Словно ребенок, пациент сначала смог самостоятельно двигать одной ногой, потом другой, потом стоять, а затем и ходить. На это ушел почти год. Был проделан колоссальный труд. Но в то же время это обязательный и очень важный научный факт, который доказывает принципиальную возможность восстановления двигательных функций после полного паралича.

– Насколько доступна сейчас нейрореабилитация для пациентов с параличом нижних конечностей?

– В настоящее время исследования в этой области являются экспериментальными. Пока процедура штучная. И в таком виде до обычной больницы не дойдет — дорого. И небезопасно. Но исследования на пациентах-добровольцах открыли огромные возможности для человечества.

Недавно мы разработали и запатентовали усовершенствованный метод, исключающий имплантацию электродов. Проще говоря – стимулятор, позволяющий создавать сложные токи, безболезненно достигающие спинного мозга.

При неинвазивном, то есть безоперационном, методе нейрореабилитации для активации нейронной сети используются стандартные электроды, которые прикладываются к коже спины над позвоночником, а также в области живота или на ключицы. Мы доказали, что в принципе можно стимулировать спинной мозг чрескожно и получать эффект, аналогичный тому, что получают при расположении электродов непосредственно на поверхности спинного мозга. Такая стимуляция является безопасной, безболезненной и дает возможность также изучать роль спинного мозга в исследованиях с участием здоровых добровольцев, изучать участие спинного мозга в регуляции висцеральных функций – дыхания, кровообращения, выделительных функций и функции желудочно-кишечного тракта.

Совместно с американскими коллегами мы начали применение метода чрескожной стимуляции в медицинской практике. В России с коллегами из Научно-исследовательского детского ортопедического института имени Г.И. Турнера успешный результат был достигнут при лечении 17­-летнего юноши с тяжелой травмой спинного мозга. У пациента наблюдалось отсутствие движений и чувствительности нижних конечностей, нарушение функции тазовой области. Хирургическую операцию провели в первые часы с момента травмы. А после комплексной реабилитации, включающей использование неинвазивной стимуляции спинного мозга, уже через 5 месяцев парень стал ходить самостоятельно.

Также проводились исследования эффективности применения стимуляции у детей, страдающих ДЦП, показавшие положительную динамику, и у взрослых пациентов с вертебро-спинальной патологией.

– То есть у нового метода достаточно широкий спектр реабилитационных возможностей?

– Да, именно так. Сейчас мы работаем над созданием отечественной технологии восстановления пациентов после инсульта, основанной на стимуляции спинного мозга.

Полагаю, она не будет иметь аналогов в мире. Это, действительно, дает надежду людям.

– Юрий Петрович, что вы считаете наиболее важным в вашей дальнейшей работе в области нейрореабилитации?

– В России ежегодно свыше 8 тысяч человек становятся инвалидами из-за позвоночно-спинномозговой травмы. А всего, по оценкам специалистов, таких пациентов около 200 тысяч человек.

Главная задача, я полагаю, – внедрение методики электростимуляции спинного мозга в широкую медицинскую практику. Курсы реабилитации при помощи неинвазивной электростимуляции уже доступны в некоторых петербургских клиниках. Правда, пока платно. Лаборатория физиологии движения работает над созданием упрощенного стимулятора, который со временем можно будет применять самостоятельно в домашних условиях.

Беседовала Светлана ЗАВАДСКАЯ

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

code