Мы пойдём другим путём

Громкое излечение парализованных крыс наконец получило объяснение

Дарья Загорская, «Вести»

Спустя несколько лет после возвращения парализованным крысам радости движения, учёные смогли понять, что именно происходит в организме грызунов.

В 2012 году международная команда учёных, в которую вошли и российские нейрофизиологи из Института физиологии им. Павлова РАН удивили мир, поставив на ноги крыс с серьёзными травмами позвоночника. После курса реабилитации с применением роботизированного экзоскелета и электрохимической стимуляции спинного мозга животные не просто восстановили контроль над парализованными конечностями, но и смогли преодолевать препятствия, например, подниматься по ступенькам.

И только сейчас та же команда биологов во главе с Грегори Куртином (Gregoire Courtine) из Государственной политехнической школы в Лозанне (EPFL) выяснила, каким образом нервные сигналы обходят повреждённый участок и продолжают свой путь к мышцам задних лап (Programming DNA to deliver cancer drugs). А именно, в статье, опубликованной в издании Nature Neuroscience сообщается, что исследователи впервые наблюдали, как головной мозг перенаправляет двигательные команды по альтернативным путям, идущим в спинной мозг.

В новой работе, как и прежде, учёные использовали для реабилитации крыс с повреждением спинного мозга особую методику, которая объединила электрохимическую стимуляцию нервных путей и тренировки с использованием своеобразного роботизированного экзоскелета. В спинной мозг животных сначала вводились специальные фармацевтические препараты, а затем при помощи электродов осуществлялась стимуляция ниже травмированного участка для активации конечностей.

В начале терапии грызуны, поддерживаемые «интеллектуальным» каркасом, учились совершать отдельные неловкие движения. Но уже через несколько недель упражнений они могли ходить, плавать и карабкаться по ступенькам уже без какого-либо дополнительного стимулирования.

Сравнивая мозг здоровых животных и парализованных крыс после реабилитации, учёные выделили в стволе головного мозга область, которая, похоже, играла ключевую роль в восстановлении. Но чтобы раскрыть секрет, пришлось задействовать сложные методы опто- и хемогенетики, которые позволяют с помощью света или химических агентов активировать или блокировать определённые нейронные цепи у трансгенных животных, и, таким образом, определять их функции.

Для визуализации нервных связей исследователи воспользовались новейшим микроскопом плоскостного освещения, разработанным специалистами Центра био- и нейроинженерии имени Висса в Женеве (Wyss Center). На получаемых с его помощью изображениях вся нервная система выглядела прозрачной, за исключением нейронов, содержащих флуоресцентный белок.

Анализ показал, что чудесное исцеление крыс не было связано с заживлением оборванных нервных связей. Вместо этого нервная система отправляла сигнал в обход по альтернативным неповрежденным путям.

«У мозга развиваются новые анатомические связи через области нервной системы, которые остаются неповреждёнными после травмы, – говорит Куртин в пресс-релизе. – Мозг прокладывает цепи из коры головного мозга через мозговой ствол к спинному мозгу. И с помощью нового поколения микроскопии мы можем исследовать эти сложные переплетения в беспрецедентных деталях».

Учёные пока не могут точно утверждать, что аналогичные изменения произойдут в организме людей, получивших травму позвоночника. Но предыдущие исследования показали, что нервная система человека обладает ещё большей пластичностью, чем у грызунов. В любом случае, работы в данном направлении активно продолжаются.

«Восстановление не является спонтанным, – говорит ведущий автор работы Леони Эсбот (Léonie Asboth). – Чтобы организовались новые пути, животное в любом случае должно пройти интенсивную реабилитационную терапию».

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru