Электрическая стимуляция спинного мозга вернула парализованным способность ходить. С этого года такие же операции будут проводить в России.
Инвалидное кресло не всегда приговор. Новые технологии помогают преодолеть даже тяжелый недуг
Фото: Blend / PhotoAbility / DIOMEDIA
Не хуже швейцарских часов
Несколько лет в инвалидном кресле из-за травмы спинного мозга провели трое мужчин, прежде чем стать добровольцами в эксперименте доктора Грегуара Куртина. Этот швейцарский невролог задался целью вернуть подвижность их парализованным ногам с помощью электричества.
В госпитале Университета Лозанны нейрохирург Джоселин Блох имплантировала в позвоночник каждого по электрическому стимулятору. Стимулятор работает от пульта, включается врачом или самим пациентом и посылает импульсы к определенным группам мышц в ногах. При этом добровольцы параллельно проходили обычный курс реабилитации, состоящий из массажа и специальных упражнений.
Результаты превзошли все ожидания реабилитологов: через неделю парализованные пациенты смогли ходить с механической поддержкой, а еще через пять месяцев двое из них сумели сделать несколько шагов, даже не включая нейростимулятор,— поврежденные нейронные связи начали восстанавливаться. Само собой, тут же во весь рост встал вопрос о степени уникальности эксперимента. Попросту говоря, получат ли другие обездвиженные шанс вновь ходить на своих ногах?
Успеху ученых из Федеральной политехнической школы Лозанны предшествовали многолетние эксперименты на крысах.
Животным с частично пересеченным спинным мозгом точно так же вживляли в позвоночник электроды — оснащенная электростимулятором крыса при поддержке начинала резво передвигаться на задних лапах. Правда, в лабораторных условиях проводить такие опыты проще, ведь в реальности не бывает двух абсолютно идентичных травм позвоночника, каждый случай уникален, и к каждому пациенту приходится искать особый подход. Тем не менее метод сработал и на людях. Ученые объясняют результативность своих усилий высокой точностью установки и прицельным воздействием имплантатов.
— Мы стремились к тому, чтобы нейростимуляция была такой же точной, как швейцарские часы,— говорит нейрохирург Джоселин Блох.— Особые конфигурации электродов, установленных нами, активируют специфические области спинного мозга, имитируя команды мозга, которые запускают ходьбу.
А руководитель исследования Грегуар Куртин объясняет, почему он уже в первую неделю после установки имплантатов понял, что ступил на правильный путь.
— За годы испытаний этого метода на животных мы добились глубокого понимания того, как происходит активация спинного мозга естественным образом,— объясняет он.— Мы поняли, что решающую роль в способности пациента двигаться играет точное время и место электростимуляции. Именно это вызывает рост новых нервных связей.
По нужному адресу
Напомним, что спинной мозг отвечает за равновесие и координацию при любых движениях человека. Мы управляем своим телом благодаря контактам спинномозговых нейронов с центрами головного мозга. Для этого нужно, чтобы нейронные сети в спинном мозге оставались целостными. А при травме позвоночника система нейронов перестает быть упорядоченной, сигналы из головного мозга теряются, не доходят до нужных мышц, и человек остается недвижимым. Нейростимулятор, который использовали швейцарские неврологи, посылает нейронам сигналы, вызывающие определенные, заданные движения конечностей. Такая «адресная» нейротехнология дает возможность активных тренировок, в отличие от пассивных упражнений, например, с помощью экзоскелета.
Предшественники Куртина и Блох использовали непрерывную электростимуляцию. Но она не давала стойкого результата: как только ее отключали, пациенты возвращались к обездвиженному состоянию. Принцип действия новой нейротехнологии пока до конца непонятен, да и выборка пациентов пока что мала, однако первые успехи вдохновили швейцарцев на новые опыты. Теперь они хотят испытать действие электростимулятора на раннем этапе после травмы, когда нервно-мышечная система еще не атрофировалась после хронического паралича, и потенциал для выздоровления больший.
— По сути, мы создаем нейротехнологию следующего поколения,— говорит невролог Куртин.— Наша цель — разработать лечение, доступное в клиниках по всему миру.
Российские реабилитологи пока не могут оценить преимущества использования нейростимуляторов при работе с парализованными и комментируют достижения Грегуара Куртина с долей профессионального скепсиса.
— Мы сможем обсуждать применение этой технологии, когда она покажет статистически значимый результат, будет детально изучена и обоснована,— говорит заведующий отделением реабилитации Междисциплинарного центра реабилитации Василий Купрейчик.— Пока то, что делает доктор Куртин, требует осмысливания.
Впрочем, их коллеги нейрохирурги более оптимистичны. Дело в том, что спинальные электростимуляторы в мире используются довольно давно: в США сегодня живут около 250 тысяч человек с имплантированными системами электростимуляции. В России нейростимуляцией на научном уровне занимаются 30 медицинских учреждений. До недавнего времени за год в нашей стране устанавливалось 800 спинальных электростимуляторов, сейчас эта цифра выросла до 1200 — такова сейчас квота государства на бесплатные операции. Но до сих пор эту технологию использовали не для лечения парализованных. Она помогала решить другие задачи, прежде всего проблему хронических болей, а также симптоматическое лечение сложных генетических заболеваний, связанных с потерей подвижности. Швейцарские неврологи сделали ставку на факторы, которые прежде считались побочными эффектами в борьбе с другими болезнями. Теперь ученым остается только подтвердить свою разработку в более масштабных исследованиях.
Лечение электрической рыбой
Первым нейростимуляцию использовал, как ни странно, еще Гиппократ. Он описывал метод лечения невралгии тройничного нерва с помощью прикладывания электрического ската к больной половине лица. Вряд ли Гиппократ понимал механизм действия своей терапии, но он видел, что удар электричества способен переключить боль.
Первые научные публикации по спинальной стимуляции вышли в 1967 году. Уже тогда американские нейрохирурги создали технологию, которую сегодня швейцарские ученые приспособили для лечения парализованных.
В конце 1960-х американцы додумались вживлять электроды на поверхность спинного мозга пациентам с хронической болью. Ученые предположили, что если на пути болевого сигнала поставить электрическую «ловушку», то можно обмануть восприятие: сигнал не дойдет до коры головного мозга и не будет считан как боль.
— Электроды стали устанавливать на задние столбы спинного мозга,— рассказывает «Огоньку» член Европейского общества нейрохирургов, нейрохирург из Научного центра неврологии Алексей Кащеев.— Тогда это представляло собой серьезную операцию: делался разрез, удалялась часть позвоночника. Сегодня мы делаем это гораздо более щадяще — вводим имплантат через иглу под контролем рентгена, но основной принцип сохраняется. Мы находим на спинном мозге зону, которая отвечает за хроническую боль, под местным наркозом устанавливаем электрод, подключаем к нему ток и задаем параметры. Наша задача — перекрыть зону боли новыми ощущениями, чтобы человек перестал страдать. Теперь вместо изматывающей боли он начинает чувствовать легкие вибрации, почти не различимые мурашки. Конечно, этот метод используется только в крайних случаях, когда другое лечение не помогает и есть риск суицида. Никому не придет в голову лечить электростимуляцией, скажем, зубную боль. Но по данным ВОЗ, 40 процентов людей старше 65 лет страдают хронической болью, и эту проблему приходится решать.
Алексей Кащеев в год делает 400–450 операций на спинном мозге, позвоночнике и периферических нервах. Из них 20 — по установке нейростимуляторов. Сам имплантат стоит около 1,5 млн рублей, и большая часть этой суммы приходится на стоимость генератора тока, который отдельно устанавливается под кожу и соединяется со стимулятором тонким проводом. Врачи не могут гарантировать, что нейростимуляция сработает для каждого пациента, поэтому проводят недельный тестовый период: провод от стимулятора выводят наружу и соединяют с источником тока, которым управляет пациент. Если выясняется, что электростимуляция помогает, под местным наркозом проводят вторую операцию — вживляют маленькую заряжающуюся батарею. Пациент получает пульт управления, которым можно включать и выключать устройство, или убавлять силу тока, если, например, стимуляция усилилась, из-за того что электрод слишком крепко прижался к спинному мозгу, когда человек лег на спину.
— Нейромодуляция — одно из самых перспективных направлений в нейрохирургии,— утверждает Алексей Кащеев из Научного центра неврологии.— Я не удивлюсь, если она заменит очень многие способы лечения, потому что она избавляет человека непосредственно от того, что его беспокоит, и при этом лишена серьезных рисков или побочных эффектов. Метод может не сработать, или у человека может сместиться электрод и нарушится зона стимуляции — вот и все риски. Их не сравнить с возможностью большой кровопотери, с нарушением каких-то функций или с формированием хронической боли, которая возникает при повреждении нерва.
Жизнь в пять раз лучше
Как мы уже говорили, точный механизм действия нейростимуляции до сих пор не раскрыт, и потому метод постоянно преподносит ученым сюрпризы. Например, выяснилось, что этим способом можно спасать конечности у больных с критической ишемией — когда нога гибнет из-за сахарного диабета или из-за непоправимого нарушения артериального кровообращения. От безысходности им стали устанавливать электростимуляторы, чтобы облегчить хроническую боль, и вдруг выяснилось, что, воздействуя на конечность, можно добиться не только обезболивания, но и расширения сосудов. У Алексея Кащеева есть пациенты, которым благодаря нейростимуляции удалось спасти ногу от ампутации: ограничились ампутаций нескольких пальцев.
В середине 80-х годов имплантаты на позвоночник стали устанавливать больным с рассеянным склерозом — ноги у них и болят, и теряют подвижность. Врачи рассчитывали только на обезболивание, но выяснилось, что эти пациенты стали лучше ходить. Нейрохирурги подчеркивают: чуда — полного излечения парализованного — они пока обеспечить не могут. Но параметры ходьбы у таких больных стали объективно лучше.
— Российские врачи первыми в мире описали использование спинальной стимуляции у пациентов с болезнью Штрюмпеля,— рассказывает нейрохирург Алексей Кащеев.— Это неизлечимое генетическое заболевание начинает проявляться в 20–30 лет в виде судорог в ногах и ведет к разрушению спинного мозга, утрачивается способность ходить. Так вот, статья вышла в 2015 году, с тех пор мы регулярно устанавливаем имплантаты таким больным. Первым пациентом у нас был дирижер и аранжировщик — утрата возможности нажимать на клавиши стала для него настоящей трагедией. Нет, он не излечился, но стал гораздо лучше ходить и двигаться. Прошло еще слишком мало времени, чтобы сделать вывод, тормозит ли стимуляция развитие самой болезни. Но мы установили: со стимулятором качество жизни наших пациентов улучшается в разы.
Кащеев рассчитывает, что в 2019-м московский Научный центр неврологии вслед за швейцарскими коллегами начнет целенаправленно вживлять электростимуляторы больным с парализованными конечностями.
И надеется, что часть из них ходить сможет. Возможно, электростимуляция продемонстрирует врачам и другие неожиданные эффекты.
— Важно, чтобы пациенты не строили иллюзий: не существует людей, которым метод помог на 100 процентов,— предостерегает нейрохирург Кащеев.— Но он существенно улучшает качество жизни и его можно использовать в комплексе с другими методами — с лекарствами, с физиотерапией, потому что ограничений немного. Подходит даже пожилым — самому старшему моему пациенту 91 год. А другой пациент — он перенес 17 операций на голени, одну на позвоночнике, постоянно принимал обезболивающие — после операции два года назад снова активно занимается спортом, дайвингом: в год — до 50 прыжков с парашютом. Можно сказать, он вернулся к обычной жизни! Только это не значит, что я могу каждому гарантировать такой результат.
Куда дальше?
В любом случае метод будет развиваться. Параллельно с выяснением новых эффектов воздействия нейростимуляции на организм ученые совершенствуют и само устройство. На Западе, к слову, уже создан имплантат, в котором электрод совмещен с генератором тока. Таким образом устройство становится более компактным, а главное — беспроводным. Это дает возможность устанавливать имплантат на подвижной части тела и не опасаться, что при движении провод выдернется из генератора.
В будущем, считают медики, для подобных больных станет доступен нейроинтерфейс, то есть прямая связь головного мозга с электронным устройством. Пациенты с нейростимуляторами откажутся от пультов управления, так как работа имплантата будет согласована непосредственно с командами головного мозга.
Сейчас это кажется фантастикой, но, как свидетельствует множество научных примеров, будущее часто приходит, когда его не ждут.