СПИННОМОЗГОВОЙ ИМПЛАНТАТ БУДУЩЕГО: СДЕЛАНО В РОССИИ

Изобретение российских ученых стало новым словом в мировой медицине. Последствия травм позвоночника теперь возможно преодолеть при помощи нового имплантатастимулятора. Устройство позволяет поддерживать нейронные связи спинного мозга в активном состоянии и служит посредником между головным мозгом и периферией, благодаря чему у человека сохраняются двигательные функции. В позвоночнике находится спинной мозг, который связывает головной мозг с руками, ногами, внутренними органами, поэтому повреждения позвоночника нередко приводят к полной или частичной утрате подвижности, проблемам с внутренними органами. При травмах позвоночника нарушаются или вовсе разрываются связи головного мозга с телом. Опасность для человека представляет и нарушение целостности нейронных сетей в спинном мозге, длительное бездействие нейронов. Если они долгое время остаются неактивными, происходит постепенная деградация, распад устойчивых связей, и восстановление их функций становится уже невозможным. Но если постоянно активировать работу нейронов, искусственно поддерживая спинной мозг в рабочем состоянии, то связи между нейронами, соединяющие их в сети, сохранятся. В ходе экспериментов выяснилось, что спинной мозг способен функционировать самостоятельно, без помощи головного мозга, но с использованием химической и электрической стимуляции. Нейронные цепи могут запоминать комбинации действий, которые постоянно выполняют, и в дальнейшем справляются с их выполнением сами. Вопросами о том, как вернуть поврежденному спинному мозгу возможность функционировать, занимается группа исследователей лаборатории физиологии движений из петербургского Института физиологии имени И. П. Павлова РАН под руководством Павла Мусиенко. Аналогичными проблемами занимается и группа швейцарских ученых, активно сотрудничающих с россиянами, а также американские исследователи. Однако именно российским ученым принадлежит автор- ство в создании изобретения, ставшего настоящим прорывом в этой области. Добиться эффективного и безопасного воздействия на спинномозговые нейронные сети — весьма сложная задача. Решение пришло с идеей, родившейся у Павла Мусиенко, — использовать для стимуляции спинного мозга протез-имплантат, который располагался бы под твердой оболочкой спинного мозга, имел более высокую степень взаимодействия со спинным мозгом и мог бы служить для местного введения инъекций, способствующих химической стимуляции нейронов. Первая проблема, которая встала перед учеными, заключается в следующем: спинной мозг постоянно меняет свое положение при движении, а значит, имплантат должен быть подвижным и не причиняющим неудобств. Данный вопрос был решен при помощи так называемых мяг- ких электродов. Швейцарские ученые создали полимерную основу для имплантата, для электродов использовали платину и силикон, а для «проводов» к электродам — золото. Для проведения различных медицинских манипуляций имплантат обязательно должен быть снабжен выходом наружу. Данный вопрос решился при помощи изобретения Павла Мусиенко, которое фиксирует позвонки в месте входа имплантата в позвоночный канал и напоминает, например, вход для кабеля в компьютере или любом другом устройстве. Благодаря данному решению не повреждаются живые ткани и не ломается сам имплантат.

Российскими учеными Павлом Мусиенко, Натальей Павловой и Иваном Минеевым была проделана огромная работа по совершенствованию устройства и методов его вживления. Были проведены эксперименты над крысами. Животные с травмой спины благодаря имплантату снова смогли передвигаться, побочные эффекты отсутствовали, воспаления и отторжения не последовало.

Главным плюсом нового изобретения является его многофункциональность: он помещается непосредственно на спинной мозг, позволяет влиять на конкретные группы нейронов при помощи химической стимуляции, используя меньшие дозы препарата, изучать взаимодействие нейронов.

Имплантат — это не конечный результат работы ученых в данном направлении. Он может стать важной составляющей при разработке так называемого компьютерного интерфейса — устройства, которое позволяло бы расшифровать нейронные сигналы мозга, относящиеся к конкретной части тела, что даст человеку возможность регулировать все свои действия и жить полноценной жизнью даже при сильной травме спинного мозга.