Травма спинного мозга – одна из самых сложных медицинских проблем, с которой сталкиваются тысячи людей. Ученые Института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета совместно с коллегами из Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» выяснили, что после повреждения спинного мозга двигательная реабилитация кардинально перестраивает работу его нейронных сетей. Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Network Physiology (Q1).

«Применение искусственного интеллекта для видеоанализа походки выявляет скрытые изменения, недоступные глазу, например, улучшение стабильности шага, которая играет важную роль в координации движений. Было установлено, что регулярные тренировки на беговой дорожке помогают восстановить регулярность походки, в то же время у животных без реабилитации развиваются хаотичные двигательные паттерны, которые могут замедлять восстановление», – рассказала первый автор статьи, старший научный сотрудник НИЛ OpenLab Генные и клеточные технологии Татьяна Агеева.

Наряду с изменениями в биомеханике исследователи проанализировали и перестройки нервной проводимости с помощью методов сетевой физиологии. В частности, они наблюдали скрытую взаимосвязь электрофизиологических показателей с движениями конечностей.

«Сетевой анализ показал, что у нетренированных животных поврежденный спинной мозг пытается компенсировать травму «хаотично». В то же время у крыс, занимавшихся на беговой дорожке, структура связей между спинномозговыми рефлексами и моторикой становится высокоорганизованной, что приближает их к показателям здорового организма», – пояснила руководитель исследования, главный научный сотрудник НИЛ OpenLab Генные и клеточные технологии Яна Мухамедшина.

Полученные казанскими исследователями данные не только свидетельствуют о необходимости комплексного сетевого подхода к оценке реабилитации после травмы спинного мозга, но и позволяют более глубоко понять многогранные физиологические и биомеханические процессы, лежащие в основе посттравматических изменений в нейронных сетях, что поможет определить перспективные мишени для стимулирования регенерации.

В дальнейшем ученые планируют более углубленно изучить выявленные скрытые взаимозависимости, а в перспективе выяснить, как можно эффективно управлять происходящими изменениями с помощью тренировок для ускорения восстановления пациентов. Это необходимо, чтобы разработать персонализированные методы реабилитации, направленные не только на устранение последствий травмы, но и на активизацию естественных процессов восстановления организма.

Исследование – важный шаг к пониманию того, как организм реагирует на повреждение спинного мозга и насколько сложным и комплексным является этот процесс. Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) No. 23-75-1004.

При частичной или полной перепечатке материала, а также цитировании необходимо ссылаться на пресс-службу КФУ.

Присоединяйтесь к каналу КФУ в MAX.