Доказан двойной эффект физкультуры при восстановлении после переломов позвоночника

Не только мышцы, но и нейроны учится работать заново. Российские ученые выяснили, что происходит в поврежденном спинном мозге во время реабилитации на занятиях ЛФК.

Травмы спинного мозга приводят к нарушению транспорта сигналов по нервным каналам. Это может привести к полной или частичной потере подвижности. Благодаря лечению и ресурсам организма она может восстановиться. И сбалансированные физические нагрузки в процессе реабилитации могут оказаться крайне важны. Тренировки не только поддерживают тонус мышц, но и восстанавливают поврежденные травмой нейронные сети.

Источник: Magnific

Ученые Казанского федерального университета совместно с коллегами из Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (ЛЭТИ) выяснили, что двигательная реабилитация после травмы спинного мозга не ограничивается восстановлением способности ходить и контролировать положение тела. Регулярные тренировки буквально перестраивают работу нейронных сетей, делая их организацию более похожей на здоровую. Результаты исследования, проводившегося на лабораторных крысах, опубликованы в журнале Frontiers in Network Physiology.

Исследователи использовали современные методы видеоанализа походки на основе искусственного интеллекта, которые способны выявлять изменения, незаметные при обычном наблюдении. Анализ показал, что у животных, регулярно занимавшихся на беговой дорожке, повышалась стабильность шага — один из ключевых показателей координации движений. При этом у животных без курса реабилитации постепенно формировались хаотичные двигательные паттерны, способные замедлять восстановление.

Беговой тренажер для мелких лабораторных животных

Источник: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/

Нейронные сети тоже проходят реабилитацию

Помимо биомеханики ученые исследовали изменения нервной проводимости с помощью методов сетевой физиологии. Они обнаружили скрытые взаимосвязи между электрофизиологическими сигналами и движениями конечностей.

Сетевой анализ показал принципиальное различие между группами. После травмы без тренировок поврежденный спинной мозг пытается компенсировать нарушения неупорядоченно. Однако регулярные занятия на беговой дорожке приводят к формированию высокоорганизованной структуры связей между спинномозговыми рефлексами и двигательными функциями, которая значительно ближе к показателям здорового организма.

Крыса после травмы позвоночника на беговой дорожке. Визуализация обнаруженных точек соединения, составляющих модель скелета. Синие кривые иллюстрируют динамику угла наклона коленного сустава, в то время как оранжевые линии указывают на обнаруженные циклы шага. Пунктирная красная линия указывает на временную позицию, соответствующую снимку слева от графика.

Источник: https://www.frontiersin.org/

Полученные данные позволяют глубже понять физиологические и биомеханические процессы, происходящие после травмы, а также определить перспективные мишени для стимуляции регенерации нервной ткани. Следующим этапом работы станет изучение обнаруженных взаимосвязей и поиск способов управлять ими для создания персонализированных программ реабилитации. Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда № 23-75-1004.

Глобальный контекст

Исследования последних лет показывают, что восстановление после травмы спинного мозга связано не только с сохранением нервных клеток, но и со способностью нейронных сетей перестраивать существующие связи под влиянием регулярных тренировок. Именно такую «пластичность» сегодня считают одним из главных механизмов функционального восстановления.

В ряде зарубежных работ также показано, что сочетание двигательной реабилитации с нейростимуляцией или другими методами воздействия на нервную систему позволяет усилить перестройку нейронных сетей и улучшить восстановление двигательных функций после повреждения спинного мозга.

Первый автор статьи, старший научный сотрудник НИЛ OpenLab Генные и клеточные технологии Татьяна Агеева.

Источник: РНФ

Недавно мы рассказали, могут ли раны заживать без рубцов.