U zdrowych osobników mózg wysyła do rdzenia kręgowego sygnały, które aktywują mięśnie, dzięki którym możliwe jest chodzenie. Jednak przy uszkodzeniu rdzenia kręgowego większość z tych dróg jest przerwana, przez co rdzeń nie może odebrać żadnych sygnałów.
Jednak podczas badania wspartego grantem naukowym UE w ramach projektu HOW2WALKAGAIN naukowcy odkryli, że przy odpowiednim bodźcu mózg może przekierować sygnał na inne drogi. Dzięki temu ruch znowu jest możliwy. Ich odkrycia zostały opublikowane w czasopiśmie
„Nature Neuroscience”.
Wykonano serię eksperymentów w celu wytrenowania trwale sparaliżowanych szczurów, aby przywrócić im panowanie nad kończynami. Gryzonie przeszły terapię rehabilitacyjną z użyciem robota oraz stymulację elektrochemiczną rdzenia kręgowego. Podczas terapii rdzeń początkowo był stymulowany lekami, a następnie prądem elektrycznym poniżej miejsca uszkodzenia, aby aktywować mięśnie tylnych nóg.
Przez dziewięć tygodni szczury były szkolone w chodzeniu z pomocą uprzęży, która pomagała im zachować właściwą pozycję i poruszać się do przodu w naturalny sposób. Dzięki treningowi gryzonie stopniowo uczyły się kontrolować tylne nogi bez pomocy uprzęży oraz bez stymulacji elektrochemicznej. Dziewięć tygodni po urazie wyszkolone szczury mogły chodzić i pływać oraz odzyskały siłę w nogach.
Leonie Asboth, główny autor badania, wyjaśnia ten niezwykły powrót do zdrowia w
wiadomościach szwajcarskiej Politechniki Federalnej w Lozannie (EPFL): „Odkryliśmy, że kora ruchowa może wysyłać informacje do obwodów poniżej miejsca uszkodzenia drogami, które pozostały nienaruszone, ulokowane w pniu mózgu”.
Badacze zeskanowali mózgi zdrowych i niesprawnych szczurów za pomocą mikroskopii LSFM (mikroskopia fluorescencyjna warstwy światła). To umożliwiło im porównanie dróg, którymi kora ruchowa wysyła sygnały do rdzenia kręgowego. Obrazy 3D potwierdziły, że chociaż aksony wychodzące z kory ruchowej były przerwane w wyniku urazu, część neuronów ocalała w rejonie pnia mózgu nazywanym
tworem siatkowatym. Dzięki terapii powstały nowe połączenia między korą ruchową a pniem mózgu, a później również z rdzeniem kręgowym.
„Nowością jest to, że na koniec terapii szczury, które powinny być sparaliżowane, mogły chodzić swobodnie bez pomocy stymulacji elektrochemicznej rdzenia kręgowego. Te rezultaty dostarczają ważnych informacji, które pozwolą w przyszłości naprawiać uszkodzenia rdzenia kręgowego u ludzi. Z tego powodu prowadzimy obecnie pilotażowe badanie kliniczne w szpitalu uniwersyteckim w Lausanne”, dodaje Gregoire Courtine, główny badacz projektu na EPFL.
Poprzez powiększanie wiedzy o mechanizmach, które prowadzą do przywrócenia ruchu u sparaliżowanych szczurów, projekt HOW2WALKAGAIN (Mechanizmy powrotu sprawności po ciężkim urazie rdzenia kręgowego) przyspiesza kliniczne zastosowanie bezpieczniejszych terapii, aby poprawić jakość życia osób z urazem rdzenia kręgowego.
Więcej informacji:
strona internetowa CORDIS
poleca:
Studentnews.pl