Ei reușesc să „ocolească” căile neuronale nefuncționale și astfel fac ca ordinele musculare să ajungă la picioare

Luni, 27 octombrie 2014.- Oamenii de știință japonezi au reușit să „ocolească” căile neuronale nefuncționale pentru a ajunge la ordinele musculare ale creierului. Această tehnică de biocomputație ar putea permite să recupereze într-un mod de bază capacitatea de a merge prin mișcări voluntare și conștiente ale picioarelor la persoanele afectate de anumite leziuni ale măduvei spinării.

Pierderea mobilității la picioarele persoanelor cu anumite leziuni ale măduvei spinării se datorează de obicei tăierii căilor neuronale care leagă creierul cu centrul de locomoție a măduvei spinării, în timp ce circuitele neuronale se află sub și deasupra punctului a leziunii își mențin majoritatea funcțiilor.
O conexiune artificială care acționează ca o "punte" prin înlocuirea rețelei neuronale pierdute și conectarea creierului cu circuite ale măduvei spinării are potențialul de a atenua pierderea capacității locomotorii.
Echipa lui Yukio Nishimura și Shusaku Sasada, a Institutului Național de Științe Fiziologice (NIPS), unul dintre Institutele Naționale de Științe ale Naturii (NINS) din Japonia și colaboratorii acestora și ale altor instituții japoneze, au realizat cu succes o conexiune artificială de la creier până la centrul locomoției din măduva spinării prin „punte”, folosind o interfață computerizată. Acest lucru a permis subiecților să stimuleze centrul locomoției măduvei spinării prin utilizarea activității musculare controlate de acești pacienți în mod voluntar și conștient, controlând astfel mișcările picioarelor necesare pentru mers.
Rețelele neuronale ale centrului de locomoție ale măduvei spinării sunt capabile să producă mișcări ritmice, precum cele folosite pentru mers sau înot, chiar și atunci când sunt izolate de creier. Creierul controlează centrul de locomoție a măduvei spinării, trimițând comenzi pentru a porni, opri sau modifica viteza de mers. În cele mai multe cazuri, pierderea acestei conexiuni de la creier la centrul locomoției provoacă grave probleme atunci când încercați să mergeți.
Grupul de cercetare a conceput noua tehnică de bypass neural pentru a reconecta creierul cu centrul de locomoție a măduvei spinării folosind un computer, pentru a compensa căile pierdute, ca o modalitate de a permite persoanelor cu anumite leziuni ale măduvei spinării. recupera capacitatea de a merge.
Întrucât mișcarea brațului este asociată cu mișcarea piciorului atunci când umblăm, oamenii de știință au folosit activitatea musculară a primului pentru a ajuta la transmiterea ordinelor musculare adecvate către picioare. Interfața computerului le-a permis subiecților să controleze un stimulator magnetic care guvernează centrul de locomoție a măduvei spinării, într-un mod neinvaziv, folosind activitate musculară controlată în mod voluntar și astfel să genereze în picioare mișcările necesare pentru a merge.
Echipa Nishimura și Sasada speră ca această tehnologie, când este suficient de matură, să poată compensa eficient funcția căilor întrerupte, trimițând comenzile necesare, generate în mod voluntar și conștient de subiect în creierul dvs., către centrul de locomoție al măduva spinării și, astfel, permite persoanelor cu anumite leziuni ale coloanei vertebrale să își recupereze, într-un mod de bază, mersul voluntar.