Все четыре участника были диагностированы как страдающие от хронических, обездвиживающих травм спинного мозга и были не в состоянии двигать своими нижними конечностями до имплантации эпидурального стимулятора. Стимулятор подаёт непрерывный электрический импульс на разных частотах и разной интенсивности нижнему спинному мозгу добровольцев (пояснично-крестцовую зону), и тем самым имитирует мозговые сигналы, которые обычно инициируют движения.

Исследование основывается на более ранней работе, результаты которой были опубликованы в мае 2011 года в журнале The Lancet. Тогда учёные оценивали эффекты эпидуральной стимуляции на одном пациенте, Робе Саммерсе (Rob Summers), который восстановил ряд двигательных функций в результате имплантации. Теперь, спустя три года, ключевые выводы по результатам более масштабного испытания неврологи описывают в журнале Brain

Отметим, что все четыре пациента оказались парализованы в результате несчастного случая, в данном случае после автокатастроф.

Наиболее удачным аспектом исследования, по мнению учёных, можно считать тот факт, что все четверо испытуемых приобрели способность двигать ногами сразу же после имплантации и активации стимулятора, при этом движения были произвольными. Результаты участников и сроки восстановления были столь неожиданными, что навело исследователей на мысль, что некоторые сигнальные пути могли остаться неповреждёнными после травмы, и именно они облегчают совершение произвольных движений.

“Двое из четырёх добровольцев были диагностированы как двигательные и сенсорные инвалиды без единого шанса на восстановление. После эпидуральной стимуляции они могут добровольно привести в движение свои бедра, лодыжки и пальцы ног”, — рассказывает ведущий автор исследования Клаудия Анджели (Claudia Angeli) из университета Луисвилля.

Как сообщают исследователи, эти испытания служат наглядным доказательством того, что даже после тяжелой травмы спинной мозг имеет большой потенциал к восстановлению функций. Мозг воспринимает сигнал стимулятора как свой собственный, и мгновенно начинает контролировать и направлять движения мышц.

Анджели и её коллеги также отмечают, что эффективность лечения значительно возрастёт, если соединить имплантацию и реабилитационную терапию. Во время эксперимента они заметили, что пациенты легче и быстрее активируют движения после тренировок, что демонстрирует способность нейронной сети спинного мозга к обучению.

“Мы открыли принципиально новую стратегию, которая может в значительной степени повлиять на восстановление произвольных движений у людей с полным параличом, даже спустя годы после травмы”, — сообщает Сьюзан Харкема (Susan Harkema), автор первого исследования эпидуральной стимуляции спинного мозга, также из университета Луисвилля.

Помимо восстановления способности к совершению произвольных движений, участники исследования также показали множество улучшений их общего состояния здоровья, в том числе увеличение мышечной массы и нормализацию кровяного давления, а также снижение утомляемости. Все четверо испытуемых были в состоянии выдержать свой собственный вес без посторонней помощи.

Эта разработка имеет огромный потенциал в медицине. В одних только США проживают почти 6 миллионов человек с параличом нижних конечностей, из которых почти 1,3 миллиона, так же как и добровольцы, утратили моторные функции в результате травмы спинного мозга.