Kiderült miért tudnak újra járni a lebénult egerek egy terápiát követően

A robotok által segített rehabilitáció és az elektrokémiai gerincoszlop stimuláció segítségével a sérült gerincoszlopú patkányok újra képesek voltak használni a lebénult végtagjaikat. Azonban az eddig nem volt világos, hogy az agy által kiadott parancsok, hogyan képesek megkerülni a sérüléseket és mégis sikeresen végrehajtani a járáshoz és az úszáshoz hasonló összetett feladatokat.

A kutatók most rájöttek, hogy az agy képes alternatív útvonalakra terelni az agy motor parancsait, amelyek a gerincvelő érintetlen területein vannak. A terápiával új kapcsolatok jönnek létre az agytörzs és a gerincvelő között, ezzel összekötve az agyat a sérülés alatti gerincvelővel.

“A sérülést követően az agy új anatómiai kapcsolatokat hoz létre az idegrendszer sértetlen területein,” mondta Grégoire Courtine, a kutatást végző Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) tudósa. “Az agy lényegében véve újraírja az agykéreg, agytörzs és a gerincvelő közötti összeköttetéseket,”

“A felépülés nem azonnali,” mondta Léonie Asboth, a kutatásról készült tanulmány vezető szerzője. “Az állatoknak egy intenzív rehabilitációs terápián kellet részt venniük, hogy megtörténjen ez az újraírás. A mi esetünkbe ez a terápia a gerincvelő elektrokémiai stimulációját és és egy okos kisegítő hámmal történő aktív fizioterápiát von maga után.”

A laborban a zúzódás (kontúzió) okozta teljes paraplegia (lábak teljes mozgásképtelensége) rendelkező patkányok képesek voltak újra járni, az elektrokémiás stimulációt és robottal kisegített rehabilitációt egyesítő terápiának köszönhetően. A patkányok gerincvelejét először gyógyszerekkel stimulálják, amit a sérülés alatti izomszövetek elektromos stimulációja követ – főleg a lábizmoké. Mindezt egy testtartást segítő és súlykönnyítő hámmal végzett terápiával egyesítve, amivel az állatoknak természetes járási körülményeket teremtettek, mindössze pár hét gyakorlat után a patkányok visszanyerték a hátsó lábaik felett az irányítás nagy részét – még úgy is hogy azt már semmilyen terápiás módszerrel nem segítették.

A kutatók még 2012-ben megmutatták, hogy neuroprotézises rehabilitációval a gerincsérülést szenvedett egerek képessé váltak újra úszni és lépcsőzni.

A rehabilitációt követően összehasonlították a sérüléseikből felépült és az egészséges patkányok agyát. Az eredmények szerint az agytörzsben kialakult háromszög alakú új képződmény állhat a gyógyulás mögött. A kutatók ehhez a felfedezéshez optogenetikai és kemogenetikai eszközöket használtak, amikkel lehetővé vált számukra a különböző agyi és agytörzsi kapcsolatok aktiválása és kikapcsolása, ezzel segítve a funkciójuk meghatározását.

Ezen felül egy csúcs-modern fénysávos mikroszkóp is a rendelkezésükre állt, amivel vizualizálni tudták a idegcsatornákat. A felvételeiken a teljes idegrendszer áttetszővé vált, egyedül a különleges fluoreszkáló fehérjét tartalmazó idegcsatornák voltak láthatóak. Azzal, hogy fénysávokat engedtek át az állatok agyán és gerincvelején egy eddig elképzelhetetlennek tűnő pontosságú 3D felvételt kaptak arról, hogy a sérült állatok idegcsatornái, hogyan rendeződnek át az egészséges patkányokhoz viszonyítva. A sérült neuronok nem nőnek újra, hanem neurális elágazások képződnek, amelyek új kapcsolatokat teremtenek a sérülés miatt levált területtel.

Az még várat magára, hogy ezek a terápiák az embereknél is hasonló hatást érjenek el, azonban a kutatók optimisták.

“Már korábban megmutattuk a plasztikusságot, az idegrendszer lenyűgöző képességét arra, hogy új kapcsolatokat teremtsen egy gerincvelő sérülés után. Jelenleg már gerincvelő sérülést szenvedett embereken teszteljük a terápiát, a Lausanne Egyetemi Kórházban,” mondta Courtine.

Forrás: nature.com | Kép: Grégoire Courtine és Léonie Asboth a laboratóriumban. | EPFL / Alban Kakulya

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.