Исследователи из Техасского университета в Далласе продемонстрировали метод ускорения восстановления моторных навыков после инсульта, помогая мозгу реорганизовать себя быстрее.
В доклиническом исследовании ученые сочетали стимуляцию блуждающего нерва (VNS) с задачей физической терапии, направленной на улучшение функции верхней конечности у грызунов. Результаты показали удвоенную долгосрочную норму восстановления по сравнению с современными методами терапии не только в целенаправленной задаче, но и в аналогичных мышечных движениях, которые не были специально пересмотрены. Их работа была недавно опубликована в журнале Stroke.
Д-р Майкл Килгард, заместитель директора Центра биомедицинских устройств Техаса (TxBDC) и Маргарет Форд Йонссон, профессор Нейронауки в Школе поведенческих и мозговых наук, возглавил исследовательскую группу с доктором Сет Хейсом, директором доклинических исследований и ассистентом TxBDC профессор биоинженерии в Школе инженеров и компьютерных наук Эрика Джонсона, а также Эрик Мейерс доктор философии.
«Наш эксперимент был спроектирован для того, чтобы задать этот новый вопрос: после инсульта вам нужно реабилитировать каждое действие?» Сказал Килгард. «Если VNS помогает вам, помогает ли это только в точном движении или функции, которую вы спарировали с помощью стимуляции? Мы обнаружили, что она также улучшает аналогичные моторные навыки, а также что эти результаты были получены через несколько месяцев после завершения VNS-парной терапии.
Килгард сказал, что результаты являются важным шагом на пути к созданию руководящих принципов стандартизированного использования VNS для лечения после инсульта.
«Это исследование говорит нам, что, если мы будем использовать этот подход для сложных моторных навыков, эти улучшения могут отфильтровывать, чтобы улучшить более простые движения», - сказал он.
Создание более сильных сотовых соединений
Когда происходит инсульт, нервные клетки в мозге могут умереть из-за отсутствия кровотока. Мощные моторные функции рук или ног ломаются, потому что, хотя нервные клетки в конечностях здоровы, связи между ними и мозгом больше не существует. Установленные методы реабилитации обходят поврежденную область мозга и привлекают другие клетки мозга для обработки утраченных функций.
Блуждающий нерв контролирует парасимпатическую нервную систему, которая контролирует элементы многих бессознательных функций организма, включая пищеварение и кровообращение. Электрическая стимуляция нерва достигается через имплантированное устройство в горлышко. VNS, который уже используется у людей для лечения депрессии и эпилепсии, является хорошо документированным методом тонкой настройки функции мозга.
Применение VNS в исследовании UT Dallas усиливает коммуникационный путь к нейронам, которые захватывают тех, кто поврежден при инсульте. Эксперименты показали увеличение вовлеченных нейронов при добавлении VNS к реабилитации.
«Мы давно предположили, что VNS создает новые связи в мозге, но ничего не было известно наверняка», - сказал Хейс. «Это первое доказательство того, что мы приводим изменения в мозге у животных после черепно-мозговой травмы. Это большой шаг вперед в понимании того, как работает терапия, - эта реорганизация, которую мы предсказали, будет лежать в основе преимуществ VNS».
В ожидании возможного использования техники у людей, команда работает над системой реабилитации на дому, нацеленной на верхние конечности.
«Мы разработали приложение для планшетов, в котором излагаются задачи рук для пациентов, с которыми можно взаимодействовать, доставляя VNS по мере необходимости», - сказал Майерс. «Мы можем очень точно оценить их производительность и контролировать восстановление удаленно. Это все можно сделать дома».
Расширение возможностей для терапии
Исследователей мотивируют отчасти пониманием практических ограничений существующих терапевтических возможностей для пациентов.
«Если у вас есть инсульт, у вас может быть ограниченное время с терапевтом», - сказал Хейс. «Поэтому, когда мы создаем рекомендации для терапевта, мы теперь знаем, чтобы советовать делать одну сложную деятельность как можно чаще, в отличие от различных видов деятельности. Это было важным делом - было здорово, что мы не только улучшаем задачу, которую мы обучили, но также и относительно похожие задачи. Вы получаете обобщение на смежные вещи, и вы получаете устойчивые улучшения в течение нескольких месяцев ».
Для пациентов с инсультом возможность воспользоваться этой технологией может быть не слишком далекой.
«Продолжающееся клиническое испытание является последним шагом в получении одобрения в качестве установленной терапии», - сказал Килгард. «Мы надеемся, что в течение года это будет стандартная практика для хронического инсульта».