Kiedy dochodzi do uszkodzenia rdzenia kręgowego, przerwane zostają ścieżki prowadzące od mózgu i pnia mózgu do lędźwiowego odcinka rdzenia kręgowego, co prowadzi do paraliżu. W niniejszym badaniu pokazano, że przestrzenna i czasowa stymulacja elektryczna nadtwardówkowa (EES) odcinka lędźwiowego rdzenia kręgowego przeprowadzana w trakcie neurorehabilitacji przywróciła zdolność chodzenia u dziewięciu osób z przewlekłym uszkodzeniem rdzenia kręgowego. Ten proces polegał na zmniejszeniu aktywności neuronalnej w odcinku lędźwiowym rdzenia kręgowego u ludzi podczas chodzenia. Założyliśmy, że to nieoczekiwane zmniejszenie aktywności odzwierciedla aktywnościowo-zależny proces selekcji określonych populacji neuronów, które stają się istotne dla zdolności pacjenta do chodzenia po uszkodzeniu rdzenia kręgowego. Aby zidentyfikować te potencjalne neurony, przeprowadziliśmy badania nad myszami, modelując technologiczne i terapeutyczne aspekty związane z EESREHAB. Zastosowaliśmy pojedyncze sekwencjonowanie RNA w jądrach komórkowych oraz przestrzenną transkryptomikę w rdzeniach kręgowych tych myszy, tworząc atlas molekularny z przestrzennym rozmieszczeniem procesu powrotu do zdolności chodzenia po paraliżu. Następnie zidentyfikowaliśmy neurony zaangażowane w proces powrotu do chodzenia przy użyciu kategoryzacji komórek i priorytetyzacji przestrzennej. Wskazała się jedna populacja pobudzających interneuronów znajdujących się w warstwach pośrednich. Chociaż te neurony nie są wymagane do chodzenia przed uszkodzeniem rdzenia kręgowego, udowodniliśmy, że są one niezbędne do powrotu do zdolności chodzenia za pomocą EES po uszkodzeniu rdzenia kręgowego. Zwiększenie aktywności tych neuronów powtarzało proces powrotu do chodzenia, umożliwiony przez EESREHAB, podczas gdy ich usunięcie uniemożliwiało spontaniczny powrót do zdolności chodzenia po umiarkowanym uszkodzeniu rdzenia kręgowego. W ten sposób zidentyfikowaliśmy populację neuronów organizujących proces powrotu do zdolności chodzenia, która jest niezbędna i wystarczająca do odzyskania zdolności chodzenia po paraliżu. Co więcej, nasza metodologia stanowi ramę wykorzystania kartografii molekularnej do identyfikacji neuronów odpowiedzialnych za produkcję złożonych zachowań.
źródło: https://www.nature.com/articles/s41586-022-05385-7