В ходе исследования, ученые из медицинской школы Университета Питтсбурга смогли с помощью стимуляции спинного мозга вызывать у пациентов с ампутированными конечностями ощущение отсутствующей стопы и снизить фантомные боли в конечностях.
На стельке протеза стопы были установлены датчики, которые вырабатывали электрические импульсы, которые затем передавались в спинной мозг участников. Было обнаружено, что наличие такой обратной сенсорной связи позволило улучшить стабильность и баланс походки.
Результаты исследования, которое было проведено совместно с учеными из Университета Карнеги-Меллона и Чикагского университета, были опубликованы в журнале Nature Biomedical Engineering.
Учеными для стимуляции спинного мозга были использованы стандартные электроды, которые часто имплантируются в клиниках. Ученые с помощью обычных технологий добились улучшения функций и снижения боли.
В США около 1,5 миллионов человек с ампутированной нижней конечностью и у 80% отмечаются фантомные боли от отсутствующей ноги или ступни. Фантомные боли плохо поддаются лечению и значительно снижают качество жизни.
Кроме того, даже самые продвинутые протезы не имеют функции сенсорной обратной связи и, поэтому, люди с ампутированными конечностями часто испытывают нарушения равновесия и падения, что также ограничивает их подвижность.
В отличие от стандартной системы стимуляции, которая отключает болевые нейроны путем подавления их другим сенсорным сигналом, группой ученых была использована существующая технология стимуляции спинного мозга для восстановления сенсорной обратной между сенсорными нейронами отсутствующей стопы и центральной нервной системой.
Для модуляции интенсивности ощущений, в ответ на различное давление на протез стопы во время ходьбы, была использована пара тонких электродов, которые были имплантированы сверху спинного мозга в области поясницы и электроды были подключены к небольшому стимулятору, который выдавал электрические импульсы различной амплитуды и частоты. Тонкие электроды были имплантированы на срок от одного до трех месяцев и затем были удалены.
Команда ученых смогла контролировать параметры стимуляции спинного мозга в режиме реального времени в тот период, когда пациенты использовали протез для стояния или ходьбы.
Методика позволила не только улучшить контроль баланса и походки, но и значительно снизить интенсивность фантомных болей.
Кроме того, технология может быть использована для лечения различных заболеваний периферической нервной системы.
