Параличный вопрос

Пациентам с травмой спинного мозга возвращают возможность ходить

Русфонд уже пять лет сотрудничает с Медицинским центром Дальневосточного федерального университета (ДВФУ). В основном это помощь детям со сколиозом. Однако помимо стандартных операций центр занимается удивительными разработками в сфере новых технологий. Нейрохирург медцентра Артур Биктимиров рассказал Русфонду, как с помощью электростимуляции спинного мозга инвалиды-колясочники заново учатся ходить.

Необдуманный шаг

Технология, которую осваивает Медцентр ДВФУ, сама по себе не нова – сейчас уже многие исследователи по всему миру занимаются такими разработками. Однако новость в том, что дело идет к переносу научных разработок в широкую медицинскую практику. Человек, много лет проведший в инвалидной коляске, получает шанс встать и пойти – это слишком хорошо, чтобы сразу поверить. Поэтому хочется начать с предыстории.

Еще в прошлом веке исследователям стало понятно, что в спинном мозге есть шаговый центр – структура, которая под воздействием полученной от головного мозга команды может генерировать целую последовательность сигналов, заставляющих ноги шагать. То есть достаточно захотеть пойти, не нужно думать «напрягаю правую ногу, выношу вперед, опираюсь» и так далее – шаговый центр сам с этим разберется. Возник вопрос: что, если попробовать связаться с шаговым центром напрямую, минуя голову?

В России этим уже давно занимается лаборатория физиологии движения под руководством профессора Юрия Герасименко в Институте физиологии имени И.П. Павлова (Санкт-Петербург). Кошкам и крысам повреждали спинной мозг, вживляли в него электроды ниже места повреждения и наблюдали, как под воздействием электрических импульсов задние ноги животных сами собой начинали идти по движущейся беговой дорожке.

Выяснилась и еще одна важная вещь: благодаря таким тренировкам некоторые искалеченные в научных целях животные постепенно снова начинали ходить. Прихрамывая, подволакивая ноги, но совершенно самостоятельно. Как возможно такое восстановление?

– Разорванный спинной мозг не может срастись. Но дело в том, что полного разрыва спинного мозга практически не бывает, – объясняет руководитель лаборатории по экспериментальной и трансляционной медицине Школы медицины ДВФУ, нейрохирург Артур Биктимиров. – Такая сверхтяжелая травма обычно сопровождается другими, несовместимыми с жизнью. Как правило, часть волокон сохраняется. Их можно было бы использовать взамен утраченных, пустив сигналы в шаговый центр по новому маршруту. Но нервную систему надо научить это делать. Тут-то и приходит на помощь нейростимуляция – искусственная стимуляция нейронов электрическими сигналами, похожими на те, что посылает мозг.

Чтобы добиться максимальной точности, электроды устанавливают под нейрофизиологическим контролем, говорит Биктимиров

Волшебная коробочка

Исследования ДВФУ (они идут в рамках федерального гранта «Приоритет 2030») начались в 2019 году, а партнером приморцев стал Казанский (Приволжский) федеральный университет (КФУ).

– Пациенты с травмой спинного мозга попадают сначала в наш реабилитационный центр, – говорит руководитель центра превосходства «Персонифицированная медицина» Института фундаментальной медицины и биологии КФУ Альберт Ризванов. – Здесь их исследуют, «прозванивают» спинной мозг с помощью электродов, наложенных прямо на кожу, чтобы определить степень повреждений и перспективы реабилитации.

А затем пациенты попадают в Медцентр ДВФУ, где их оперируют – вживляют электроды эпидурально, то есть в пространство между оболочкой спинного мозга и стенками позвоночного канала.

– Шаговый центр находится в районе первого-второго поясничного позвонка. Чтобы добиться максимальной точности, электроды туда устанавливают под нейрофизиологическим контролем, – поясняет Биктимиров. – А нейростимулятор – коробочку, которая подает разнообразные импульсы на электроды, – вшивают под кожу.

Через некоторое время пациент возвращается для продолжения реабилитации в КФУ. Реабилитация – это тренировки в лежачем и стоячем положении, а при возможности и на беговой дорожке. Пациент пытается совершать какие-то движения, от легкого сгибания ноги до настоящей ходьбы, а нейростимулятор своими сигналами помогает ему донести информацию до нейронов спинного мозга ниже повреждения. На самом деле никто еще не понимает до конца, что же происходит. Возможно, постепенно все-таки начинается регенерация – аксоны (отростки нейронов), через которые идет сигнал, прорастают сквозь место повреждения. А может быть, просто сохранившиеся аксоны берут на себя функцию утраченных. Важно, что сигналы идут и в другом направлении – от рецепторов конечности вверх, в сторону головного мозга.

– Представьте себе многожильный провод, – объясняет схему Ризванов. – Часть жил повреждена, и мозг пытается переподключить самые важные приборы на те жилы, которые сохранились. Мы помогаем получить обратную связь. Щелкаешь тумблерами, а на том конце тебе кричат: да, лампочка загорелась! И ты понимаешь: вот эта жила еще рабочая, будем использовать.

Результаты реабилитации зависят от многих факторов. Далеко не всякий пациент сможет вновь пойти. Но даже возможность чуть-чуть шевелиться или на пару секунд сохранить вертикальное положение принципиально улучшает качество жизни парализованного человека. Биктимиров вспоминает пациента, у которого 20 лет была тетраплегия (паралич всех четырех конечностей). После реабилитации с помощью нейростимулятора он смог шевелить ногами.

Задачу университетов облегчает то, что нейростимулятор разрешен к применению в России для лечения хронической боли и спастики и использование его для реабилитации после травмы спинного мозга не потребовало дополнительных разрешений. Существуют даже госквоты на высокотехнологичную медицинскую помощь, в которые с некоторой натяжкой укладывается такая нейрореабилитация. Без госквот было бы сложно – прибор вместе с операцией стоит сейчас 1,7 млн руб.

За четыре года было прооперировано около двух десятков человек. ДВФУ уже готовит клинический протокол – точное описание, по которому вслед за разработчиками такую реабилитацию смогут проводить и другие врачи.

По словам Биктимирова, реабилитационные центры уже проявляют интерес.

– А потом, – мечтает Альберт Ризванов, – в реабилитацию можно будет включить еще одну составляющую – генные и клеточные препараты, которые позволят временно повысить нейропластичность и разогнать процессы регенерации. Чтобы и мозг искал новые пути, и сохранившиеся нейроны не умирали, и новые аксоны прорастали.

Фото из архива Медицинского центра Дальневосточного федерального университета