Истории

Мозговой имплантат позволил парализованному человеку двигаться снова

Специальный чип в мозгу и стимуляция мышц помогли ему управлять рукой силой мысли

15 апреля 2016, 14:53

Парализующая травма спинного мозга может повредить нервное соединение, связывающее двигательные центры головного мозга с конечностями. Это приводит к полной потере чувствительности и способности контролировать движения рук и ног.

Исследователи потратили годы на попытки «починить» разорванные связи. Благодаря некоторым успехам парализованные люди с помощью робоконечностей могут пить кофе или пиво. Но ученые не стоят на месте. Группа исследователей сделала шаг вперёд, два возможность парализованному человеку управлять своей собственной парализованной рукой.

В среду в журнале Nature было опубликовано исследование, в котором показано, как с помощью «обходной нейронной перемычки» учёным удалось соединить двигательные команды мозга с мышцами конечностей пациента. Другими словами, учёные создали что-то вроде синетической нервной системы.

Пациента-пионера зовут Иэн Бёркхарт. У 24-летнего парня паралич конечностей, который он получил в результате травмы шесть лет назад, когда нырял с аквалангом. Сегодня он снова может двигать своей рукой. В пилотном исследовании он смог управлять движениям отдельных пальцев, брать в руку большие и маленькие объекты, проводить кредитной картой по картоприёмнику и играть в Guitar Hero. Благодаря этому достижению появляются новые возможности для восстановительной терапии. Парализованные пациенты смогут не просто двигаться, они теперь смогут жить.

«Подобная сложная моторика может позволить мне выполнять дела, на которые я сейчас сам не способен, – сказал Бёркхарт во время пресс-конференции. – Если я смогу использовать эту систему вне стен клиники, или когда я смогу это сделать, моя жизнь станет лучше, я стану меньше зависеть от помощи других людей».

Нейронная перемычка работает благодаря микроэлектродному имплантату в мозгу Бёркхарта. Он принимает сигналы левой двигательной коры головного мозга, которая была предварительно исследована учёными с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (ФМРТ). Она отслеживает активность мозга по кровотоку. Чтобы дать исследователям возможность определить зону, отвечающую за управление рукой, Бёркарту пришлось много раз представлять, как он ей двигает.

В клинике имплантат был подсоединён к сделанной по спецзаказу «системе нейронного обхода». Он считывает сигналы мозга пациента, затем при помощи обучающихся алгоритмов передаёт сигналы на гибкий «рукав», пронизанный 130 тончайшими электродами для стимуляции мышц руки.

Бёркхарт прошёл три недельных обучающих сессии в течение 15 месяцев, чтобы заставить систему работать. Он научился управлять своими мыслями и освоил шесть движений руки и кисти, включая движение отдельными пальцами.

«Мы не знали, сможем ли мы вообще заставить его двигать пальцами, – говорит первый автор исследования, сотрудник Института медицинских исследований Файнштейна, Чед Боутон. – Результат превысил наши ожидания. Мы не только смогли расшифровать сигналы управления отдельными пальцами. Мы также смогли связать источник этих сигналов с мышцами Иана и восстановить этот тип движения».

После этого Бёркхарт начал учиться более сложным действиям. К примеру, он пытается играть в Guitar Hero и подносить кружку ко рту.

Соавтор исследования, сотрудник Государственного университета штата Огайо, Али Резай, отмечает: «За последнее десятилетие технология шагнула далеко вперед. В данный момент она, возможно, вступает в пору своей зрелости».

Успех исследования – это важная веха. Однако, по мнению его авторов, им нужно продолжать работу. Требуется дополнительная настройка системы, чтобы её можно было использовать и для других парализованных пациентов. Но главной задачей исследователей остается работа системы вне стен исследовательского центра.

Впереди ещё много работы, но Бёркхарт смотрит на будущее с оптимизмом. Несколько лет назад, когда он впервые за много лет после травмы смог подвигать рукой, до него дошло, что результаты появятся раньше, чем он ожидал. «И сейчас, два года спустя, всё выглядит ещё лучше, чем я думал тогда», – сказал пациент в интервью.

Источник.

Материалы по теме:

Этот электронный пластырь контролирует уровень сахара в поте

Наркобаронами будущего станут биохакеры

Электронная татуировка превращает боди-арт в фитнес-трекер

Люди-киборги могут изменить будущее медицины

Программист вживил под кожу чип для оплаты покупок

Видео по теме: