Ученые из Хьюстонского методистского госпиталя создали имплант для восстановления функций при травмах спинного мозга. Устройство перехватывает и передает сигналы в обход поврежденного участка нервной системы. Статья опубликована в журнале Nature Communications.
Ежегодно более 2,5 млн человек сталкиваются с тяжелыми травмами спинного мозга, приводящими к параличу. Существующие методы терапии обычно направлены на частичное восстановление только одной функции, например, движения или чувствительности. Поврежденные участки нервной ткани крайне сложно поддаются регенерации традиционными способами. Медицина нуждается в технологиях, способных комплексно решать проблему передачи сигналов в организме.
Новый подход предлагает не лечить само повреждение, а создать альтернативный маршрут для нервных импульсов. Исследователи разработали гибкое устройство, которое оборачивается вокруг неповрежденных зон спинного мозга. Аппарат работает как своеобразный мост, соединяющий участки выше и ниже места травмы. Технология позволяет одновременно интерпретировать множественные сигналы, связанные с различными функциями тела.
Точность передачи данных
В ходе испытаний система продемонстрировала высокую точность распознавания намерений к движению. Устройство успешно классифицировало различные типы сенсорной информации, поступающей от нервных окончаний. Датчики также смогли дифференцировать сигналы, исходящие от внутренних органов. Комплексный анализ полученных данных осуществляется в режиме реального времени.
Важным этапом стало тестирование оборудования на крупных анатомических моделях животных. Результаты подтвердили масштабируемость технологии и ее способность работать в сложных биологических условиях. Аппарат сохраняет стабильный контакт с тканями и не вызывает отторжения, гибкая структура предотвращает дополнительное травмирование нервных волокон при движении тела.
Использование подобных датчиков меняет подход к лечению тяжелых неврологических расстройств. Вместо попыток восстановить разрушенные связи инженеры создают внешний контур управления физиологическими процессами. Устройство потенциально способно взять на себя роль утраченного фрагмента спинного мозга. Такой метод открывает путь к созданию нейропротезов следующего поколения.
В ближайшее время специалисты сосредоточатся на изучении работы импланта при хронических повреждениях. Дальнейшие тесты будут направлены на оптимизацию алгоритмов обработки биологических сигналов. После завершения серии доклинических испытаний планируется переход к тестированию технологии на людях. Успешная реализация проекта позволит вернуть пациентам контроль над двигательными функциями.
Ранее ученые выяснили, что реабилитация перестраивает нейросети спинного мозга.