Метод за изследване на поддържането на равновесие при занижени лабораторни животни
Притежатели на патента RU 2393761:
Изобретението се отнася до медицината, а именно до електрофизиологията и експерименталната медицина, и може да се използва за изучаване на неврофизиологични механизми на регулиране на стойката, моделиране на методи за възстановяване на постурален контрол в случай на неговото нарушение. Децебираното животно се поставя върху наклонена опора, снабдена със сензори за налягане върху него. Предната част на тялото на животното е окачена, а задната е оставена свободна, така че задните крайници да се опират на двулентова бягаща пътека, направена с възможност за накланяне. Прикрепете стимулиращия електрод към твърдата мозъчна обвивка на лумбосакралното уголемяване на гръбначния мозък (сегмент L5). Сензор за телесни отклонения във фронталната и сагиталната равнини е фиксиран на гърба на гръбначния стълб. Стимулирайте с ток с честота 1-5 Hz, амплитуда 50-300 μA, продължителност на стимула 0,2-0,5 ms. В същото време при ходене се записват параметрите за поддържане на баланса. Методът позволява да се анализират постуралните отговори по време на активно движение на експерименталното животно, дава възможност да се запишат реакции на поддържане на силата, които са важен интегрален показател, характеризиращ крайния резултат от работата на всички мускули на крайника по време на движение. 3 кал.
Изобретението се отнася до физиологията на движенията, електрофизиологията, експерименталната медицина и може да се използва за изследване на ролята на мозъчния ствол и гръбначния мозък при поддържане и регулиране на баланса, моделиране на методи за възстановяване на постурален контрол в случай на нарушение.
Травмата на гръбначния мозък и мозъка често води до частична или пълна парализа. Броят на такива пациенти по целия свят се увеличава всяка година. Загубата на способността на парализираните пациенти да поддържат собственото си телесно тегло е един от най-трудните проблеми при рехабилитацията. Без необходимия постурален тонус на крайниците и поддържане на равновесие, пациентите не са в състояние както да стоят, така и да ходят. Въпреки спешността, проблемът остава нерешен, което е свързано с непознаването на гръбначния и мозъчния ствол механизми за регулиране на постуралната функция, възможността за възстановяването му с помощта на външни влияния.
Най-близкият аналог е методът за изучаване на постурален контрол, предложен в статията „Постурално представяне при децебраниран заек“ [1], посветен на анализа на стволовите механизми на регулиране на позата по модела на децеребриран заек. Способността да се поддържа баланс е тествана на наклонена платформа, която предизвиква постурални реакции в мускулите на крайниците при изправяне. За оценка на постуралните реакции бяха регистрирани електромиографската активност и отклоненията на тялото на заека в средно-страничната посока. Подходът беше използван за анализ на механизмите за регулиране на позата на ствола; беше разкрита специфична роля на двигателните центрове на мозъчния ствол в постуралния контрол. Работата показа, че заекът е удобен модел за изучаване на равновесие в изправено положение. Моделът обаче не е подходящ за изследване на равновесие по време на активно движение, поради спецификата на двигателната активност (неограничен галоп или скачане), при което е проблематично да се извършват постурални тестове и да се записват данни. При частично фиксиране на багажника галопът, като правило, води до нарушаване на функционалното състояние на животното, промяна в позицията на имплантираните стимулиращи и изпускащи електроди и в крайна сметка до тяхното увреждане. Способността на заека да поддържа баланс се засилва чрез електрическа стимулация на двигателните центрове на средния мозък и продълговатия мозък. Този метод е интересен за изучаване на значението на двигателните ядра на мозъка, но не може да се използва за повишаване на постуралния тонус в изолиран гръбначен мозък и като последица от това не е приложим при анализа на интраспиналните механизми за контрол на позата и директно за търсене на методи за активиране на постурални способности при гръбначни пациенти.
Задачата е метод за изучаване на стволови и гръбначни механизми за поддържане на равновесие както при изправяне, така и при ходене, подходящ за трениране на постурална функция в случай на моделирано нарушение.
Същността на предложения метод за изследване на поддържането на равновесие при занижени животни, включително поставяне на обекта на изследване върху накланяща се опора, снабдена със сензори за налягане върху него, електрическа стимулация на мозъка, записване на отвлечена невронална активност и параметри на отклонение на опора от хоризонтала, се характеризира с факта, че предната част на тялото на животното е окачена, а задната част е оставена свободно почиваща със задните крайници на двулентова бягаща пътека, направена с възможност за накланяне; фиксирайте стимулиращия електрод върху твърдата мозъчна обвивка на лумбосакралното удебеляване на гръбначния мозък (сегмент L5), фиксирайте сензора за отклонение на тялото във фронталната и сагиталната равнини на гърба на гръбначния стълб, стимулирайте с ток с честота 1-5 Hz, амплитуда 50-300 μA, продължителност на стимула 0,2 -0,5 ms; в същото време при ходене се записват параметрите за поддържане на баланса: те измерват налягането на крайниците (при ходене) върху лентите на бягащата пътека, отклонения на тялото във фронталната и сагиталната равнини, отклонения на бягащата пътека от хоризонталната, кинематика на движението, записва електромиограми на мускулите на крайниците.
Особеността на предложения метод за изучаване и тренировка на баланса е, че постуралните отговори се оттеглят и анализират не само по време на изправяне, но и по време на активно движение. Друга фундаментална разлика е записването на реакции за поддържане на силата, които са важен интегрален показател, характеризиращ крайния резултат от работата на всички мускули на крайника при изпълнение на движение. Методът е доста информативен с относителна лекота на използване и не изисква предварителна подготовка на обекта на изследване или изпълнение на каквито и да било инвазивни процедури. Мезенцефалната котка първоначално има дефицит на постурален тонус, както и нарушение на двигателната функция, поради което може да се използва като модел на патологично състояние с определени двигателни нарушения (тежка мозъчна травма, масивна мозъчно-съдова катастрофа и др.). Спинализираното животно може да бъде избрано като модел за изучаване на методи за активиране на постурални способности след увреждане на гръбначния мозък. В този случай, предложеният метод дава възможност да се изследват интраспиналните механизми на регулиране на стойката както в острия период след увреждане на гръбначния мозък, така и в хода на редовни процедури, насочени към обучение на постурални корекции в хроничен експеримент. Важно е да се отбележи, че епидуралната стимулация на гръбначния мозък, предложена за повишаване на мускулния тонус и индуциране на локомоция с подкрепа за телесно тегло, може да се използва като начин за активиране на постурални способности след пълно прекъсване на гръбначния мозък, тъй като електростимулиращият ефект е прилагани под нивото на нараняване. Сравнението на получените параметри, характеризиращи модела (кинетика, кинематика на движенията, електромиограми, отклонение на тялото) дава възможност за пълен анализ и изучаване на двигателната активност при изпълнение на постурални задачи и дава възможност за качествено и количествено сравнение на механизмите за поддържане на баланс при статично условия и с активно движение в пространството.разработване на подходи за възстановяване на нарушената постурална функция при изправяне и ходене.