Моторные единицы и координация мышц при травмах спинного мозга

Одна мышца состоит из сотен моторных единиц — пар нейронов и связанных с ними мышечных волокон, которые включаются и выключаются с высокой точностью, обеспечивая плавное усилие. Эти единицы получают общий сигнал из центральной нервной системы, что позволяет им работать слаженно, подобно оркестру под управлением дирижера.

Исследователи из Королевского технологического института обследовали 25 человек, включая 10 здоровых добровольцев. С помощью высокоплотной электромиографии (HD-EMG) они измеряли электрическую активность двух функционально схожих мышц голени — камбаловидной и икроножной — при нагрузках 20% и 50% от максимума.

При нагрузке в 20% у пациентов с травмой спинного мозга наблюдалась значительно сниженная координация работы моторных единиц в обеих мышцах, что приводило к нестабильным и нечетким движениям. «Количество скоординированных сигналов от нервной системы было значительно меньше», — отметил исследователь Дуань.

Однако при 50% усилия у этой группы появилась выраженная низкочастотная синхронизация между мышцами, что указывает на потерю точности и гибкости управления движениями. По словам ученых, это может свидетельствовать о компенсации со стороны нервной системы через более сильные, но менее точные сигналы.

Несмотря на ограничения — небольшой размер выборки и технические сложности идентификации моторных единиц с поверхности кожи — результаты открывают перспективы для создания новых биомаркеров в нейрореабилитации. Это поможет врачам и исследователям разрабатывать методы восстановления координации и нейронного контроля после травм спинного мозга.

Данные исследования опубликованы в Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. Ранее Наука Mail информировала об открытии неожиданных причин хронической боли в спине.