В Центре мозга придумали методику, которая позволяет быстрее восстановиться после инсульта

Новое научное подразделение открылось при Институте физиологии НАН Беларуси. Идея возникла по нескольким причинам. Во-первых, еще с момента создания института его работа акцентировалась на изучении функций мозга и нервной системы. Во-вторых, человечество не одно десятилетие бьется над изучением функций этого жизненно важного органа (как излечить болезнь Альцгеймера, почему нарушается память, что нужно делать для восстановления утраченных способностей после инсульта и так далее).  

Корреспондент «СГ» одним из первых побывал в Центре мозга и узнал, как скоро новые разработки начнут применять на практике.  

По задумке ученых, на базе трех научных подразделений Института физиологии — лаборатории нейрофизиологии, Центра электронной и световой микроскопии, лаборатории научно-технического сопровождения — будут проводиться различные фундаментальные исследования для Центра мозга. У каждого из них своя специфика. Например, в лаборатории нейрофизиологии делают акцент на подробном анализе особенностей работы гиппокампа — системы головного мозга, отвечающей за формирование эмоций и памяти. Сейчас специалисты изучают процессы, с помощью которых гиппокамп переводит информацию из кратковременной в долговременную память. Научный сотрудник Дмитрий Токальчик объясняет алгоритм действий: 

— С помощью специальной установки изучаем реакции живых нервных клеток в переживающих срезах мозга на воздействие различных субстанций. Происходит это так: наносим в выбранном участке среза мозга электрический стимул и следим за реакцией клеток гиппокампа. Изучаем при этом, как некоторые вещества могут делать долговременную память более эффективной, а другие, наоборот, нарушить процесс запоминания. Все это необходимо знать для более качественного лечения. Но пока мы находимся на стадии испытаний.

Также сотрудники этой лаборатории в совместных проектах с нейрохирургами и неврологами выполняют научно-технические проекты, направленные на попытки более эффективного способа лечения пациентов после инсультов и травм головы. Заместитель директора по научной работе Института физиологии НАН Беларуси, руководитель Центра мозга, доктор медицинских наук, профессор, академик Владимир КУЛЬЧИЦКИЙ (на снимке) рассказывает, что в данный момент центр реализует три совместных проекта с сотрудниками РНПЦ неврологии и нейрохирургии: 

— Один из них направлен на максимально эффективное использование клеточных технологий. Общая суть методики такова — с помощью стволовых клеток из жировой ткани человека можно восстановить его нейронные сети, разрушенные в результате инсульта. Правда, раньше эффективность такого способа была не очень высока. Почему? Как правило, стволовые клетки вводились в кровоток: либо через вену, либо через артерию. Однако им очень трудно преодолеть гематоэнцефалический барьер, который защищает мозг от попадания бактерий и других инородных субстанций. Применяли в мировой практике и введение стволовых клеток в ликвор (спинномозговую жидкость). Казалось бы, он омывает все отделы мозга, и клетки должны без особых препятствий попасть в разрушенный участок. Только никто из новаторов не обратил внимания на тот факт, что ликвор перемещается от головного к спинному мозгу. Так как стволовые клетки вводятся на уровне поясничного отдела, преодолеть ток крови, идущий сверху вниз, им не удается.  Да, на уровне спинного мозга они могут помочь, но выше — нет. Мы пошли другим путем. С помощью экспериментов выяснили, что если ввести стволовые клетки в слизистую оболочку носа, то они смогут мигрировать в полость черепа, где уже самостоятельно направятся в участок мозга, который просит помощи. Практика показала, что люди, которые лечатся исключительно по стандартной технологии, гораздо медленнее и сложнее возвращаются к естественному образу жизни, и тем более к работе, чем те, в лечении которых применялась методика стволовых клеток. 

Активно работает Центр мозга и с РНПЦ оториноларингологии. Сейчас специалисты научного подразделения разрабатывают методику диагностики апноэ во сне, когда дыхание останавливается во время храпа. К слову, от этой болезни каждый год умирает немало людей, причем среди них и те, кто считается здоровым. Владимир Адамович поясняет:

— Эксперименты показали, что летальный исход наступает в момент остановки дыхания только в одном случае — если у человека, помимо синдрома обструктивного апноэ во сне, есть патология в участке ствола головного мозга, который реагирует на увеличение в организме молекул углекислого газа. Дело в том, что в нем расположены нейроны дыхательного центра, и если к ним поступают вовремя сигналы от хеморецепторов (систем, чувствительных к воздействию химических веществ и собирающих информацию об окружающей среде), то они дают команду дыхательным мышцам, благодаря которым пациент начинает дышать, а затем просыпается. Если чувствительность рецепторов снизилась, то сигнал отсутствует, из-за чего углекислый газ в организме начинает накапливаться, а кислород снижаться. Для того чтобы это выяснить, мы даем пациенту дышать в замкнутом контуре, наполненном кислородом, в котором при дыхании накапливается углекислый газ. С каждым выдохом его содержание возрастает, и это становится мощным раздражителем хеморецепторов мозга. Однако при патологии, когда чувствительность хеморецепторов снижена, развивается ацидоз и ухудшаются условия функционирования нейронов дыхательного центра и всего мозга. В определенный момент такое состояние завершается необратимыми изменениями в организме человека. Сейчас вместе с отоларингологами и хирургами активно применяем методику для диагностики недуга. Теперь людей из группы риска можно спасти от смерти. Подобные исследования продолжим, чтобы потом их широко внедрять на практике. В перспективе планируем наладить сотрудничество с РНПЦ «Кардиология» и Минским научно-практическим центром хирургии, трансплантологии и гематологии. 

Все испытания в Центре мозга проводятся на животных, как правило, на крысах. Почему именно грызуны? Во-первых, у крыс мозг разделен на такие же зоны, как и у людей. Да, какие-то качества лучше развиты у них, а какие-то у нас, но в любом случае большинство экспериментальных данных можно после обоснования переносить на организм человека. Если животное плохо себя почувствует при каком-либо воздействии, то мы — тем более. Во-вторых, деятельность мозга крыс похожа на человеческую. Например, они украшают свои жилища различными предметами и склонны к дальним путешествиям, правда, в отличие от других зверей, делают это не для поиска новой кормовой базы, а просто так.

Научный сотрудник Центра мозга Жанна Гладкова рассказывает, что перед тем как проводить эксперименты, грызунам дают наркоз. Для этих целей выбирают такой, который не влияет на нейронную активность и не угнетает дыхание: 

— После того как крыса уснула, мы ее фиксируем в стереотаксисе — специальном приборе с датчиками глубокой температуры тела, нейронной активности и отведениями на ЭКГ. Закрепляем уши, чтобы не произошло смещение электрода даже на одну сотую миллиметра, так как это будет уже другой нейрон, а в масштабах мозга это другая Вселенная. Затем с помощью атласа координат мозга крысы находим интересующий участок и небольшим сверлом проделываем отверстие в черепе — один миллиметр в диаметре — до твердой мозговой оболочки. Дальше аккуратно вскрываем ее и погружаемся на миллиметр, чтобы затем туда ввести электрод, который тоньше человеческого волоса. На исследования уходит около двух часов. Потом животное начинает выходить из наркоза. Чтобы крыса не испытывала боль, ей вводится препарат для анестезии в повышенной дозе, после чего она умирает. Органы животного забирают для изучения. Специалисты анализируют, что произошло после воздействия электродов на участки мозга и нейронную сеть в целом.  

Сегодня на крысах проводят доклинические испытания лекарств, реализуют модели различных болезней, чтобы открыть новый метод лечения или устранения нежелательных симптомов. На человеке подобные испытания исключены из гуманных целей.

banny@sb.by

Фото автора.