Электродная матрица восстановит нейронные связи у пациентов с травмами спинного мозга

В работе ученых используется низкотехнологичная электродная матрица, которая эффективно стимулирует мышцы ног у людей с повреждениями спинного мозга.

Эпидуральная стимуляция спинного мозга (ЭССМ) предусматривает установку электродов под кожу в непосредственной близости к позвоночнику и подачу электрических сигналов для активации определенных групп мышц.

При повреждениях спинного мозга связь нейронов между головным мозгом и мышцами тела может быть прервана, но связи спинного мозга с самими мышцам при этом остаются неповрежденными.

ЭССМ по сути прокладывает путь ослабленным сигналам из головного мозга для уверенного достижения их целей в спинном мозге и стимуляции работы мышц.

Разработку ЭССМ долго сдерживало отсутствие детального анализа. Например, во время использования одного электрода пациент получал довольно общую стимуляцию. При этом активировались практически все двигательные нейроны, находящиеся ниже участка спинного мозга, на который воздействовала матрица. Соответственно, вместо того, чтобы намеренно сгибать бедро, пациент мог только подвигать всей ногой.

Ученые провели целенаправленное исследование для создания набора рекомендаций, которыми смогут воспользоваться медицинские работники.

Для тестирования установки ЭССМ команда исследователей привлекла 16 участников без повреждений спинного мозга. В ходе экспериментов было выявлено, что вместо одного электрода наиболее эффективным оказалось применение нескольких.

Нужно использовать по два электрода с каждой стороны живота и по три электрода с каждой стороны позвоночника для замыкания цепи. Это дает возможность точнее контролировать мышцы отдельных участков тела, например бедра или лодыжки.

Группа протестировала разные варианты и создала таблицу вероятностей, в которой указаны наилучшие места вдоль позвоночника для размещения электродов.

В результате была создана карта спинного мозга, наглядно демонстрирующая, в каких точках тела гипотетически в процессе реабилитации медики должны размещать электроды для стимуляции определенных групп мышц.

ЭССМ может стать реальной альтернативой более дорогим методам лечения. Например, хирургическая имплантация спинального стимулятора стоит более 1,5 млн рублей.

Аппарат ЭССМ сопоставим с транскутанной электростимуляцией нервов (TENS) - обезболивающим прибором, который подает небольшие электрические разряды и в любой аптеке стоит примерно 3,5-4 тысячи рублей.