В 1890 году профессор Уильям Джеймс выдвинул идею пластичности мозга. В то время мало кто обратил внимание на его предположение, и вплоть до второй половины XX века выдвинутая идея не получила своего развития. Сегодня на основе этой идеи уже построена целая наука, позволившая посредством глубокого изучения строения человеческого мозга создать целую специальную систему лечения и даже спасения человека от серьезных поражений центральной нервной системы.

На заседании президиума РАН академик Михаил Пирадов рассказал о том, как различные приборы, роботизированные механизмы и даже виртуальная реальность могут сегодня спасать жизни людей с заболеваниями центральной нервной системы.

Термин "нейропластичность" был выдвинут польским нейрофизиологом Ежи Конорским во второй половине XX века. Ученые определяли его по-разному - и как способность нейрона изменять связи и поведение в ответ на информацию, трансформироваться под действием опыта и в качестве ответа на внешние воздействия, как способность изменять свои функции и химический профиль или собственно свою структуру.

В 60-х годах XX века стали появляться многочисленные исследования, демонстрирующие химические и анатомические механизмы пластичности головного мозга у взрослых животных. Например, крысы, помещенные в специальные клетки, имитирующие сложные условия окружающей среды, вынуждены совершать множество различных действий для выживания. Во время выполнения этих действий они развивают больше ветвей дендритов и больше синапса в нейроне, чем животные, выращенные в индивидуальных стандартных условиях.

До конца 1990-х годов считалось, что мы рождаемся с миллиардами нейронов, которые постепенно отмирают с возрастом, а новые нейроны никогда не создаются. Оказалось, что человек рождается и уходит в мир иной с миллиардами неиспользуемых стволовых клеток в мозге. Возможность к трансформации у этих клеток имеется в течение всей жизни, и восстановление поврежденных участков мозга реально и осуществимо.

Фундаментальные исследования пластичности мозга принесли революционные открытия во второй половине XX века. Ученые обнаружили, что кора мозга взрослого человека способна к значительным функциональным перестройкам, решающая роль в которых принадлежит афферентной информации. Эти открытия позволили по-новому взглянуть на роль нейрореабилитации, которая в настоящее время признана одним из центральных разделов клинической неврологии.

Нейропластичность, таким образом, лежит в основе истинного восстановления нейронов и их компенсации. Она может быть структурной, т.е совершающей изменения в организации или количестве синаптических соединений, или кратковременной функциональной, т.е способной проводить изменения в эффективности или силе синаптических соединений. Эти свойства нейропластичности были взяты в качестве фундамента для создания основных способов проведения нейрореабилитации.

Дело в том, что сегодня из всех семи миллиардов человек, населяющих нашу планету, около миллиарда имеют отклонения и дефекты, приписывающие их к инвалидной группе. Каждый пятый из них имеет заболевания центральной нервной системы. Заболевания поражают отделы мозга, отчего человек теряет контроль над своим телом и управлением им. На протяжении долгих лет разрабатывались различные механизмы и приборы, при помощи которых люди, пережившие инсульт, детский церебральный паралич и другие подобные болезни, смогли полностью восстановиться, урегулировать работу мозга и жить нормальной жизнью.

Многие приборы, способные помочь в борьбе с подобными отклонениями, уже использовались в военной или космической сфере. Так, один из таких механизмов - стимулятор опорной зоны стопы - много лет использовался в космической медицине и успешно выручал космонавтов, находившихся долгое время в невесомости. Так называемые "пневмо-стельки", помещаемые в фиксирующую обувь, раздувались в импульсной системе с помощью воздуха и давили на опорные зоны стопы. Стопа, как известно, обладает огромным количеством биологически активных точек. Ученые решили использовать прибор для ускорения сроков восстановления процессов сидения, стояния и ходьбы у переживших инсульт. Вкупе с такой процедурой результаты восстановления пациентов ускорялись на 48 часов.

Еще одним интересным достижением неврологии стала роботизированная механотерапия. Это своеобразная установка, с помощью которой даже пациенты, находящиеся в коме, могут под ее воздействием двигаться и получать таким образом лечение. Ждать выхода больного из комы рискованно - неврологи учли, что чем раньше начата нейрореабилитация, тем больше шансов спасти пациента от возможных осложнений и даже летального исхода. Так, применение подобных роботизированных приборов в 2013 году показало снижение до нуля риска летальности после тяжелого инсульта.

Восстановить навыки ходьбы с успехом поможет роботизированное устройство Lokomat. Устройство позволяет подвешивать человека на ремнях и выполнять соответствующие движения и упражнения, направленные на полное восстановление способности ходить. Движения руки, плеча и предплечья также поддаются полному восстановлению - для этого учеными был создан механотерапевтический комплекс Torneo. Механизм его работы построен на своеобразной "игре" - пациенты как бы ловят капли воды, которые падают в подготовленную для них кружку. Работая с ним, пациенты не только улучшают работу плеча и предплечья, но и увеличивают двигательные возможности кистей рук.

Самый интересный и необычный способ помочь человеку восстановиться после серьезной болезни - виртуальная реальность. Ранее этот способ успешно применяли в военной и оборонной промышленности: с помощью шлема виртуальной реальности специально для пилотов на земле имитировали различные аварийные ситуации. Сегодня с помощью виртуальной реальности можно повышать мотивацию больного к занятиям, а также восстановить двигательные функции его рук и ног.

Например, пациента помещают в небольшое помещение и надевают на него очки виртуальной реальности. Но у него создается впечатление, что он находится совсем в другом месте, спокойно управляет своим телом, например, в тренажерном зале. Очень полезно применять этот способ в эрготерапии. За каждое выполненное задание пациент получает баллы и таким образом мотивируется на успех и развитие. В виртуальной реальности он учится выполнять функции, необходимые ему в жизни.

О возможностях управлять чем-нибудь силой мысли раньше можно было услышать только в фильмах или фантастических книгах. Но и это уже стало реальностью. Специально для оборонной промышленности была создана серьезная технология - нейрокомпьютерный интерфейс, с помощью которого силой мысли человек мог управлять танками и беспилотниками. Комплекс был разработан как раз для тех людей, которые не имеют возможности управлять руками и ногами. То же самое стали применять и в нейрореабилитации: к человеку прикрепляется своеобразный скелет, которым он может управлять силой мысли. Человек представляет себе, что он совершает то или иное действие. Компьютер, анализируя импульсы потоков мыслей, определяет команду для скелета и затем передает ее ему. Скелет начинает действовать согласно данной ему команде, а человек, таким образом, выполняет задуманное им действие. Такие виртуальные вещи позволяют больному в разы быстрее восстановиться после серьезной болезни.


Президиум РАН - «Восстановительная…
 


Неврология сегодня смотрит далеко вперед и имеет грандиозные планы на будущее. Как отметил в ходе дискуссии академик РАМН Николай Яхно, уже к 2035 году мы сможем передавать мысли на расстоянии, человек сможет усваивать за короткое время большие объемы информации. И все это - реальные возможности нашего мозга. Но, как и в любой сфере нашей жизни, нужно помнить, что даже такая сложная и умная организация, как наш мозг, имеет свои ограничения, и наша задача не переступать через них, дабы не потерять веками усваиваемые возможности нашего организма.


Дарья Дегтярева, фото: Николай Малахин

Видеозапись выступления на портале "Научная Россия" - Автор видео: Александр Козлов

Похожие новости

  • 05/01/2016

    На последнем заседании Президиума РАН

    ​Темой основного научного сообщения на последнем в уходящем году заседании Президиума РАН стал доклад коллектива авторов из Российского национального исследовательского медицинского университета имени Н.
    619
  • 14/12/2016

    Возможности современной регенеративной медицины обсудили на очередном заседании Президиума РАН

    ​О новых открытиях, возможностях и перспективах регенеративной медицины рассказал в своем докладе на заседании Президиума РАН академик Ткачук Всеволод Арсеньевич. Процесс регенерации - способность живых организмов с течением некоторого времени восстанавливать поврежденные ткани и даже целые органы - известен каждому на примере простейших организмов.
    732
  • 09/12/2015

    На Общем собрании РАН: ученые о проблемах фармацевтики

    ​На сессии Общего собрания Академии наук в Москве, посвященной обсуждению вопросов инновационных лекарственных средств и их безопасности, Владимир Фортов отметил, что все специалисты РАН прилагают усилия для создания лекарственных препаратов.
    1096
  • 16/06/2016

    Расшифровка протеома человека поможет победить болезни

    О Международном проекте "Протеом человека" и участии в нем российских ученых рассказал на заседании Президиума РАН 17 мая научный руководитель НИИ биомедицинской химии им. В.Н.Ореховича академик Александр Арчаков.
    1168
  • 02/12/2015

    О предварительных итогах экспедиционных исследований

    ​27 ноября 2015 года на заседании Совета по гидросфере Земли в ФАНО России представили предварительные итоги морских экспедиционных исследований на научно-исследовательском судне "Академик Мстислав Келдыш" в российских морях Западной и Центральной Арктики, Северной Атлантике и Балтийском море.
    855
  • 28/12/2016

    РАН предложила новый подход к противодействию ВИЧ

    Российская академия наук официально присоединилась к борьбе с ВИЧ: вчера президиум РАН принял решение создать комиссию ученых по противодействию эпидемии. Комиссия намерена кардинально изменить тактику борьбы с ВИЧ: вместо пропаганды семейных ценностей одобрить сексуальное просвещение и заместительную терапию для наркозависимых, и собирается заручиться согласием президента и правительства на такую новацию.
    556
  • 12/10/2016

    Итоги заседания Президиума РАН

    ​11 октября 2016 года остоялось очередное заседание Президиума Российской академии наук. Члены Президиума заслушали научное сообщение «Гигантское комбинационное рассеяние: применение в химии, биологии и медицине».
    668
  • 09/11/2016

    8 ноября состоялось очередное заседание Президиума Российской академии наук

    Члены Президиума заслушали научное сообщение «Предиктивные технологии и возможности молекулярной генетики в репродуктивной медицине». Докладчик — академик Марк Аркадьевич Курцер (РНИМУ им. Н.
    675
  • 08/11/2017

    Михаил Щетинин: Необходимо обобщать и поддерживать опыт регионов в решении задач обеспечения качества пищевой продукции

    Сенаторы обсудили вопросы качества пищевой продукции и меры реализации Основ государственной политики в области экологического развития страны. В Совете Федерации прошло расширенное заседание Комитета СФ по аграрно-продовольственной политике и природопользованию.
    62
  • 09/12/2015

    Николай Колчанов: "Теперь мы можем проводить полный цикл исследований"

    ​- Состоявшаяся сессия показала, что был подведен итог совместной работы двух академий, - сказал директор ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН академик Николай Александрович Колчанов в ходе выступления на Общем собрании РАН в Москве.
    1274