Сочи. 24 сентября. ИНТЕРФАКС - Международная команда учёных из Научно-технологического университета "Сириус", Санкт-Петербургского государственного университета, Федерального центра мозга и нейротехнологий и Каролинского института в Стокгольме создали пробную карту работы спинного мозга при ходьбе, сообщает пресс-служба федеральной территории (ФТ) "Сириус" в среду.
В новом исследовании, нейрофизиологи впервые детально изучили активность нейронов в спинном мозге во время настоящей ходьбы на беговой дорожке. Для этого животным стимулировали особую зону в мозге - мезэнцефалический локомоторный центр, который запускает движение, а затем записывали электрическую активность отдельных нейронов в сегментах спинного мозга, отвечающих за работу задних лап.
"Учёные проанализировали работу сотен нейронов и разработали новый метод анализа, который учитывает стабильность их активности в течение многих шагов. Оказалось, что большинство нейронов включаются и выключаются не случайно, а в четырёх ключевых фазах шага: перед тем как лапа отрывается от земли, при самом отрыве, при переходе от сгибания к разгибанию в полёте и при касании лапой поверхности. Эти моменты - ключевые точки во всём процессе организации движения. С их помощью учёные теперь знают, когда спинной мозг активирует разные группы нейронов, чтобы управлять каждым этапом шага: от отталкивания до приземления", - говорится в сообщении.
Кроме того, специалистам удалось узнать, что нейроны группируются по функциям. Одни нервные клетки участвуют в управлении вертикальным компонентом шага - подъёмом и опусканием тела. Другие - в горизонтальном, отвечающем за продвижение вперёд. Такая функциональная организация помогает понять, как спинной мозг разбивает сложное движение на более простые блоки, которые легче контролировать.
"Понимание механизмов работы нейронных сетей спинного мозга является одной из актуальных задач для ученых на протяжении многих десятков лет. Нам удалось в многолетних исследованиях, используя сложные нейрофизиологические регистрации и нетривиальный анализ, выделить конкретные группы спинальных интернейронов, ответственные за контроль различных фаз локомоторной активности, с учетом этого сделать принципиальные выводы о функциональной организации локомоторной нейронной сети спинного мозга. Это важно не только с фундаментальной точки зрения, но может способствовать созданию новых подходов лечения, в частности, более тонких биомиметических алгоритмов нейромодуляции для восстановления утраченных функций больных с травмами и заболеваниями спинного мозга", - цитирует пресс-служба - доктора медицинских наук, профессора, научного руководителя направления нейробиологии Научно-технологического университета "Сириус", заведующего лабораторией нейропротезов СПбГУ, PI группы нейрореабилитационных технологий Центра "LIFT" Павла Мусиенко.
Полученные данные могут стать эталоном для создания компьютерных моделей спинного мозга, чтобы разрабатывать более эффективные методы реабилитации после травм позвоночника, а также совершенствовать нейропротезы и экзоскелеты, которые должны работать в интеграции с естественными ритмами тела.