Покойный актер Кристофер Рив, наиболее известный по роли Супермена в 1970-х и 80-х годах, стал активистом, выступающим за исследования травм спинного мозга, после того как в результате несчастного случая во время верховой езды он оказался парализованным. Из-за этого он всю жизнь был прикован к инвалидной коляске и подключен к аппарату искусственной вентиляции легких.

По данным Фонда Кристофера и Даны Рив, который он и его покойная жена создали для поддержки исследований, Рив, скончавшийся в 2004 году, был одним из примерно 300 000 человек по всей стране, живущих с травмой спинного мозга. Наиболее частой причиной заболевания и смерти являются респираторные осложнения.

Однако результаты нового исследования, проведенного под руководством ученых из Медицинской школы Университета Кейс Вестерн Резерв, дают надежду на то, что группа нервных клеток в головном и спинном мозге, называемых интернейронами, может усиливать дыхание, когда организм сталкивается с определенными физиологическими проблемами, такими как физические упражнения и условия окружающей среды, связанные с высотой.

Исследователи полагают, что их открытие может привести к разработке терапевтических методов лечения пациентов с травмами спинного мозга, которым трудно дышать самостоятельно. Результаты их исследования недавно были опубликованы в журнале Cell Reports.

«Хотя мы знаем, что ствол мозга задаёт ритм дыхания», — говорит Поликсения Филиппиду, доцент кафедры нейронаук медицинского факультета Университета Кейс Вестерн Резерв и ведущий исследователь, — «точные пути, которые увеличивают активность респираторных двигательных нейронов, до сих пор оставались неясными».

В состав исследовательской группы вошли сотрудники Университета Сент-Эндрюс в Великобритании, Университета Калгари в Канаде и Биомедицинского исследовательского фонда Академии Афин в Греции.

Играть

00:00
00:20
Немой

Настройки
ПИП
Перейти в полноэкранный режим
Играть
Реконструкция трёхмерного (3D) моносинаптического картирования, соответствующая рисунку 1. Источник: Cell Reports (2025). DOI: 10.1016/j.celrep.2025.116078

Наследие исследований спинного мозга в CWRU
Кафедра нейронаук медицинского факультета изучает двигательные контуры и травмы спинного мозга уже более 30 лет, начиная с покойного Джерри Сильвера, одного из основателей кафедры, чья работа была отмечена Фондом Рива.

Сильвер, скончавшийся в январе, был членом Научного консультативного совета Фонда Рива и Научного совета Международного фонда исследований позвоночника в Англии. Он был награждён исследовательской медалью Кристофера Рива — Джоан Ирвайн за важнейший вклад в развитие методов восстановления повреждённого спинного мозга; Фонд Рива также опубликовал дань памяти после его кончины.

Кроме того, бывшая заведующая кафедрой Линн Ландмессер, скончавшаяся в конце 2024 года, была пионером в области нейробиологии и участвовала в разработке Кливлендской инициативы по здоровью мозга в Медицинской школе. Она внесла важнейший вклад в изучение развития двигательных цепей и была членом Национальной академии наук.

Изучение
Выявив подгруппу интернейронов как новую и потенциально легкодоступную точку для лечения травм спинного мозга и заболеваний, связанных с дыханием, исследователи полагают, что врачи смогут разработать методы лечения, которые помогут улучшить дыхание у людей с такими заболеваниями.

Графическая аннотация. Источник: Cell Reports (2025). DOI: 10.1016/j.celrep.2025.116078
Исследование показало, что блокирование сигналов от этих клеток спинного мозга затрудняет нормальное дыхание организма при слишком высоком содержании углекислого газа (CO2 ) в крови, состоянии, известном как гиперкапния.

CO2 образуется в организме при выработке энергии клетками . Эритроциты переносят CO2 из органов и тканей в лёгкие, где он выдыхается. Если организм не может избавиться от CO2 , он может накапливаться в крови, затрудняя дыхание и приводя к дыхательной недостаточности.

«Эти клетки спинного мозга важны для того, чтобы помочь организму регулировать дыхание в ответ на такие изменения, как высокий уровень CO2 » , — сказал Филиппиду.

В этом исследовании команда использовала генетически модифицированных моделей мышей для изучения путей, участвующих в дыхании. Исследователи картировали нейронные связи, измеряли электрическую активность нейронов , наблюдали за поведением моделей и использовали микроскопию для визуализации структуры и функций нейронов — всё это было сосредоточено на нервных клетках спинного мозга, участвующих в дыхании.

«Нам удалось определить генетическую идентичность, паттерны активности и роль специализированной подгруппы нейронов спинного мозга, участвующих в контроле дыхания», — сказал Филиппиду.

В настоящее время группа проверяет, может ли воздействие на эти нейроны при нейродегенеративных заболеваниях, таких как боковой амиотрофический склероз (БАС), также известный как болезнь Лу Герига, и болезнь Альцгеймера, помочь восстановить дыхание.