Американским ученым удалось воссоздать чувствительность конечностей парализованному пациенту при помощи инвазивной стимуляции через микроэлектроды, установленные в соматосенсорной коре головного мозга. Участник эксперимента сообщил, что смог почувствовать прикосновения к руке, а также ощутить ее движение, говорится в статье, опубликованной в журнале eLife.
Соматосенсорная система входит в состав нервной системы и отвечает за осязание, проприоцепцию (ощущение собственного тела в пространстве), ноцицепцию (ощущение боли) и ощущение температуры. При воздействии стимула на органы чувств информация от афферентных (рецепторных, или чувствительных) нейронов подает сигнал в ЦНС. В случае контакта с кожей сигнал от афферентных нейронов посылается на обработку в первичную соматосенсорную кору, находящуюся в районе постцентральной извилины теменной доли коры больших полушарий.
Вследствие повреждения спинного мозга связь между органами чувств и соматосенсорной корой, обрабатывающей сигналы от афферентных нейронов, нарушается, и пациент с такой травмой теряет чувствительность. Сама кора остается нетронутой; поэтому, несмотря на то, что повреждения спинного мозга неизлечимы, а вызванная им невозможность осязания — перманентна, реакцию можно вызвать с помощью прямой стимуляции соответствующих отделов коры.
Чтобы добиться максимальной точности реакции, ученые используют инвазивный метод стимуляции, при котором электроды имплантируются прямо в мозг пациента. Обычно при этом используют сильные разряды тока, стимулируя кору, но при этом вызывая неестественные ощущения в органах осязания: пациенты зачастую описывают их как покалывания или разряды тока.
Альтернативой классической инвазивной электростимуляции может послужить использование микроэлектродов: уменьшение как участка стимуляции, так и силы поступающего тока, позволяет добиться повышенной точности. Именно этот метод опробовали ученые из Калифорнийского технологического института под руководством Ричарда Андерсена (Richard A. Andersen). В их эксперименте принял участие пациент, парализованный ниже шеи в результате повреждения спинного мозга. В область соматосенсорной коры его головного мозга были имплантированы два микроэлектрода.
С помощью стимуляции различных отделов коры разной силой тока ученым удалось воссоздать у пациента некоторые тактильные ощущения. Так, участник сообщил, что во время стимуляции смог почувствовать, как его руку сжимают или стучат по ней. Кроме того, при более сильной стимуляции участник сообщал о том, что чувствует движения собственной руки: ученым, таким образом, удалось добиться воссоздания проприоцепции в конечности.
Результаты исследования указывают на расширенные возможности микростимуляции в сравнении с обычным методом инвазивной стимуляции, добиваясь более приближенных к естественным ощущениям. Следующим шагом, по словам ученых, будет изучение того, какой паттерн электростимуляции и какой участок коры приводит к отдельным ощущениям, которые описал пациент.
Кроме того, результаты также смогут в дальнейшем улучшить работу нейроинтерфейсов и протезов конечностей. В 2016 году американским ученым впервые удалось создать «чувствительный» протез. С помощью таких же микроэлектродов, имплантированных в соматосенсорную кору парализованного пациента, ученым смогли передать тактильные ощущения от прикосновений в руке-протезе.
Елизавета Ивтушок
Он не уступал имеющимся препаратам, и к нему нет устойчивости возбудителя
Исследователи из восьми стран сообщили об успехе третьей фазы клинических испытаний экспериментального антибиотика золифлодацина при неосложненной гонорее. Одна доза препарата не уступала по эффективности комбинации имеющихся антибиотиков. Отчет об испытаниях опубликован в журнале The Lancet.